气动力作用下旋转叶片的动力特性研究

气固耦合振动是叶片振动的影响因素之一,为了了解旋转机械中叶片在气流作用下的动力特性,使用CFX和ANSYS分别求解流场和结构响应.探讨了叶片在气流激励下的耦合计算方法,将旋转叶片与气流作为一个系统进行气流场与固体弹性结构的瞬态动态响应计算.建立了一个旋转叶片流道模型,对气流场进行全场三维非定常瞬态求解,将非定常气动载荷引入旋转叶片有限元结构计算中,得到叶片在不同转速下的强迫响应,并对其响应位移变化进行分析比较.结果显示在非定常条件下,叶片的不稳定范围位于固有频率附近.此研究为工程上对旋转叶片的动力响应预估和研究提供了一个可行的方法.     

应用项目教学法求解工艺尺寸链

应用项目教学法,结合专业教学的实例求解工艺尺寸链,引导学生综合运用已有的知识,注重理论与实践相结合的实施过程,提高学生分析与解决实际问题的能力.     

电弧离子镀制备NiCrAlY涂层及其阻尼性能

采用电弧离子镀的方式在不锈钢基片上制备了NiCrAlY涂层.对涂层样品进行了物相分析,表面形貌观察,测定微区化学成分,储能模量和损耗模量.结果表明,利用电弧离子镀的方法可以在不锈钢基底上获得均匀的NiCrAlY涂层.制备过程中的弧电流变化对涂层的表面形貌和化学成分有一定的影响,对涂层的物相结构影响不大.为研究NiCrAlY涂层的阻尼特性,通过储能模量和损耗模量的测试结果得到涂层样品的阻尼性能,结果表明NiCrAlY涂层能明显地提高基底的阻尼性能.     

ZrO2涂层对基底阻尼特性的影响

通过电子束物理气相沉积的方法在TC4基体上制备ZrO₂涂层,探究其对基底阻尼作用的影响机理.通过SEM和XRD对涂层的表面形貌和结构特性进行表征,并利用动态力学分析仪(DMA)检测涂层的阻尼性能.结果表明:随着基体温度的升高,晶粒尺寸变大,微缺陷减小,薄层损耗因子产生混合取向,损耗因子增加,阻尼性能提高.在高频下,由于补偿效果,涂层中混晶取向的晶界缺陷消失,阻碍了涂层阻尼性能进一步提高.基底温度为400℃, 激振频率为55Hz时阻尼性能最好.     

脉冲力加载下的叶片-机匣动力学特性研究

针对叶片与机匣碰摩故障,将叶片简化为悬臂梁,采用Timoshenko梁单元建立了叶片在脉冲力加载下的动力学方程,同时考虑了柯氏力与离心力的影响.对不同转速下的叶片的动力学特性进行数值仿真.通过分析发现,在低转速时,叶尖位移的振动与脉冲力加载同步,并且在力消失后,叶片处于高频振动;而在高转速时,叶尖振动会由于惯性等原因,与力的加载不同步,表现出非线性特征,而自由振动时间较短,很快便进入下一周期,叶片处于低频振动.并且发现,由于离心刚化的作用,使得高转速时叶片的位移要小于低转速时的位移.     

基于有限元法的局部动力参数识别方法

基于有限元理论，利用谐波平衡法推导出适用于刚度和阻尼参数识别的理论方程，分别按正余弦和复数形式展开求解，并以一典型转子系统为例进行子模型支承刚度与阻尼的识别验算.研究结果表明:两种展开形式均能实现边界参数的识别，且识别结果准确可靠.但由于正、余弦展开求导后形式复杂，不利于完成非线性特征的识别；而复数展开形式能简化计算和推导过程，可较好地完成线性和非线性解的识别，并且识别精度较高.该研究结果为此类系统的设计与振动分析提供了理论参考.