拉杆转子结构宏观非线性刚度特性参数化建模

拉杆转子由于加工和装配工艺误差会引入几何与接触非线性特征,针对非线性模型描述不全面、不精确的问题,结合转子动力学方法和有限元方法,首先建立转子动态平衡方程,将包含有多种接触变形因素的刚度项以未知函数来表示;提出参数化建模的方法,对转子细观结构进行参数化表达,以螺栓预紧不均匀和轮盘质量偏心夹角作为非线性接入因子和刚度函数的自变量,建立参数空间;通过有限元方法对参数空间下的转子模型进行仿真分析,建立起从细观结构特征到宏观非线性刚度特性的映射关系,得到了稳定工作状态下,拉杆转子在参数空间上的宏观位移特性以及宏观非线性刚度特性,拟合出刚度函数,建立了既体现细观结构影响,又可用于动态分析的宏观非线性动力学模型。     

结构有限元模型的局部修正方法及应用

给出了一种结构有限元模型的局部修正方法，首先对具有误差的子结构有限元模型修正，即以质量矩阵和低阶实验固有频率为基础对其实测振型作正交性修正，用实验模态参数，依建模简化情况下对其简化部分刚度矩阵作局部修正。     

拉杆数目和轮盘级数对组合转子性能退化的影响规律

本文主要从几个不同方面对由差异数量下的拉杆数目、以及内部组合部分的轮盘级数所共同组建的转子性能进而对其产生的退化特性以及基于原始数据下的组合转子对同一位置出现不同初始尺寸裂纹、同一尺寸裂纹出现在每一个不同的地方使得拉杆不在各个位置都极其敏感。最后得出一些列有关拉杆数和每一级轮盘数在一定程度下对组合转子随时间变化产生的退化影响分析,还包括由于使用不当或者疲劳应力最终导致拉杆裂也会直接性产生部分影响,本次研究不仅为组合转子的性能退化提供了规律研究同时也对一定理论参考价值具备相应的指导意义。     

基于修正摩尔库伦模型的深基坑变形数值分析

为了探究深基坑变形数值分析中模型参数的重要性,运用MIDAS-GTS/NX有限元分析软件,分别采用摩尔库伦模型(MC)、参考应力不变的修正摩尔库伦模型(MMC)以及参考应力随基坑深度变化的修正摩尔库伦模型(MMC),进行排桩支护变形和地表沉降的数值模拟,并与实际监测结果进行对比分析,结果表明:在地表沉降预测上,摩尔库伦模型(MC)预测沉降值与实测值相差较大,预测沉降影响距离是实测沉降影响距离的2倍左右;在排桩水平位移预测上,MC模型预测位移完全大于实测位移,且发生最大水平位移处排桩深度与实际深度不符;MMC模型预测值与实测值相差不大,且两者位移规律曲线较为吻合.因此不同参考应力下的MMC本构模型比单一参考应力下的MMC本构模型预测变形更加精确,故使用不同参考应力下的MMC本构模型进行基坑开挖变形预测更具参考价值.     

基于子结构分析的多重子步模型修正方法

为了解决模型修正过程中修正目标众多和测量信息有限的矛盾，提出了多重子步模型修正方法(MSMUM)，先进行误差定位，再实现参数修正，把复杂的模型修正过程分步实现。利用子结构技术，使结构模型在整体上仅包含有限数目的子结构，对各子结构所对应的超级单元的刚度参与系数进行识别来实现误差定位，通过建立测量信息与待修正参数间的代数方程来修正误差定位后子结构内部构件的参数。数值算例表明，建立的模型修正方法有效可靠。利用建立的多重子步模型修正方法对润扬大桥南汊悬索桥桥塔模型进行了修正。     

高压转子非线性接触模型的ACPSO有限元修正

针对精确建立航空发动机高压转子有限元模型的问题,提出了基于AC-PSO算法修正有限元模型描述航空发动机非线性接触的方法。首先在拉杆结构线性接触力学模型的基础上,建立其非线性模型。其次将模型修正问题转化为求解定义在时域的误差函数的极小值,运用AC-PSO算法对惯性权重w进行自适应动态调整,每一时刻对每一粒子不同对待。最后以某型航空发动机高压转子模型为例进行仿真。通过与非线性模型的PSO修正结果及线性模型的AC-PSO修正结果比较,该方法可有效进行模型修正。     

结构加速度频响函数模型修正的Kriging方法

为提高结构频响函数模型修正效率,提出将Kriging模型引入优化过程,代替有限元模型进行迭代运算.基于频响曲线对应频率点处的响应值之差构造目标函数,并结合初选设计参数进行实验设计.根据实验设计结果进行各参数的灵敏度分析,进而筛选出模型修正的待修正参数,基于该参数及其响应构造Kriging模型,经检验有效的Kriging模型将参与模型修正过程.以GARTEUR飞机模型为算例,基于加速度频响数据进行模型修正,修正后模型不仅能复现检验点处频响曲线,还能成功预测结构局部修改后的频响曲线,证明了Kriging方法应用于频响函数模型修正的有效性.     

WDY-1单缝衍射仪修正式的分析和修正值的测定

分析 WDY- 1单缝衍射仪修正式的来历 ,提供一种测定修正值的方法。     

离心转子式选粉机的分级性能

通过模型实验,系统地研究了转子转速、处理风量、加料速度等主要操作参数对离心转子式选粉机分级性能的影响规律.结果表明,离心转子式选粉机具有良好的分级性能,为选粉机在实际生产中确定适宜的操作参数提供了理论依据.     

修正摩尔库伦模型下的深基坑变形数值分析

为研究修正摩尔库伦模型及其参数对于模拟深基坑变形的影响,运用实验和有限元分析的方法,分析摩尔库伦和修正摩尔库伦模型在模拟深基坑排桩支护变形和地表沉降中的不同特点,通过与实际监测结果进行对比分析,得到了修正摩尔库伦模型对于模拟深基坑变形的适用性.研究结果表明:在地表沉降和排桩水平位移预测上,摩尔库伦模型预测沉降值与实测值...     

燃气轮机拉杆转子动力学建模及临界转速计算

重型燃气轮机通常采用拉杆转子结构,此类转子-支撑系统的临界转速的分析计算与整体结构转子不同.以Riccati传递矩阵法为框架,对某燃气轮机中心拉杆转子结构进行分析并离散,考虑轴承支撑以及端面齿啮合对转子动力学特性的影响,建立转子 支撑系统的动力学计算模型.利用该模型对临界转速以及相应的振型进行计算,并通过与试验台实测结果的对比,验证了计算模型和方法的正确性,该方法可应用于类似结构转子动力学特性的分析研究.     

考虑结合面影响的拉杆组合转子动力学特性分析

拉杆组合转子系统不同于整体式转子系统,其轮盘结合面接触刚度的影响是不可忽略的。为了研究拉杆组合转子轮盘结合面之间的接触对系统动力学特性的影响,建立了考虑轮盘接触刚度的拉杆组合转子系统的简化模型,基于Timoshenko梁理论建立了拉杆组合转子系统运动方程,并采用四阶Runge-Kutta法对系统进行求解。结果表明:不同于整体式转子系统,拉杆组合转子因结合面之间存在接触而导致系统整体刚度有所降低,使得系统固有频率降低;当考虑轮盘接触时,会使得系统共振区域的幅值变小,同时降低了共振频率,但对非共振区域影响较小;当轮盘结合面接触刚度达到一定值后,拉杆组合转子系统的轮盘连接部位可视为一个整体。     

某型燃气轮机一体化叶盘转子系统动力学特性

以某型燃气轮机转子系统为研究对象,建立了叶盘转子一体化模型,通过子结构法与整体法所求静频结果的比较,验证了子结构法分析计算过程的准确性和高效性.应用子结构法,考虑离心应力的作用,求解了一体化叶盘转子系统在工作转速下的动频,并与传递矩阵法的计算结果进行了比较,分析了叶片对整体模态的影响.建立了不同展弦比下叶盘系统的模型,探讨了在定宽度和定长度情况下,不同叶片展弦比对系统模态的影响变化规律.研究结果表明:考虑叶片对一体化叶盘转子系统离心刚化的作用,使得研究结果更加接近工程实际,叶片展弦比对系统的振动特性存在较大的影响.研究为某型燃气轮机转子的动力学设计提供了理论依据.     

考虑轴承刚度的转子系统动力学相似模型设计

针对轴承-转子系统的动力学相似实验模型的设计问题,提出一种使实验模型与原型固有特性一致的缩尺几何畸变模型设计方法,并进行了实验验证.首先,采用积分模拟法导出转子系统的动力学相似关系,根据量纲分析理论建立了轴承支撑刚度的相似关系.基于此设计了满足固有频率特性与原型相同的相似模型,并对相似模型同原型进行ANSYS仿真对比分析.为进一步验证所提出的设计方法的正确性和有效性进行了实验,验证了所提出的动力学相似设计方法的正确性.     

基于改变结构刚度模态试验的动力学模型修改

提出了一种新的动力学有限元模型刚度与质量矩阵的修正方法.在分别测量原结构动力学系统的模态和改变结构刚度后的动力学系统模态基础上,利用矩阵计算和代数方程求解,计算出原结构有限元模型的刚度、质量矩阵的修正量.文中用实例研究了用非完整模态集进行模型修正时,实测模态阶数与模型修改后刚度、质量阵元素及模态频率、振型的计算精度之间的关系,从而证明了本文所给出方法的可用性以及当误差局限于局部小区域时该方法所具有的易用性与准确性.     

燃气涡轮发动机模态分析方法研究

针对燃气涡轮发动机的结构特点,在分析涡轮发动机的工作特性的基础上,说明了各种模态分析方法在优化工程结构中的应用,并从数值模态分析和试验模态分析角度介绍了模态分析的原理及分析过程.提出了拉普拉斯数值逆的数值模态处理思想.为燃气涡轮发动机的结构优化提供理论依据,并给出了一个算例.     

转子系统局部热弯曲两种建模方式比较

局部热弯曲的转子系统建模方式有二维方法和三维方法两种,但两种方法的比较、适用范围的分析等尚未见报道.因此结合热传导学和转子动力学理论对局部热弯曲转子系统建模的两种方法进行详细阐述,并通过分析实际转子系统的热场、热变形、热弯曲振动,对两种建模方式的效率和精度进行分析和比较.研究结果表明:二维热场分析方法精度低但计算效率高,适用于输入热量集中的情况;三维热场分析方法精度高但计算效率低,适用于输入热量分散的情况.     

采用热固双向耦合模型的转子热应力计算方法研究

为准确计算汽轮机转子在启、停机过程中的热应力,建立了转子瞬态温度场、应力场分析的热固双向耦合轴对称计算模型。该模型在考虑转子温度场对应力场影响的同时,也考虑了应力场对温度场的影响。采用热固双向耦合有限元模型计算了某超超临界660MW超高压转子的瞬态温度场和热应力场,并研究了热固双向耦合和单向模型计算结果的差异。计算结果表明:在转子启动过程中,温度与变形之间的耦合作用会随主蒸汽和转子表面温差增大而增强,当转子表面初温与主蒸汽温差为280℃时,两种模型计算出的转子最大热应力相差6.6%。因此,在转子表面热冲击较大的情况下,应选择热固双向耦合模型进行转子热应力计算。     

汽轮机启停过程中的轴胀数学模型

汽轮机启停过程中的轴胀数学模型胥建群，曹祖庆（东南大学动力工程系，南京２１００１８）在电站仿真系统中，汽轮机差胀模型是很重要的一部分，而差胀模型又离不开轴胀模型。以往用有限元计算的轴胀模型，精度虽然比较高，但模型复杂计算周期长。以致很难达到仿真实时性...