大自由度的转子－滑动轴承系统非线性动力学分析

本文以研究多跨转子－滑动轴承系统在大激励下的动力性态为目标，提出了一套新的关于大自由度的转子－轴承－基础系统的非线性动力学计算方法．其中引入块三对角矩阵追赶法求解上述问题构成的大型矩阵；提出中心差分法＋Ｈｏｕｂｏｌｔ法的预估计－校正时间积分法，以解决二阶隐式非线性方程的时间积分问题；系统方程在物理坐标ｘ和ｙ上的“解耦”，使计算速度和计算精度得以进一步的提高．本文介绍了系统初始位移值的计算方法、计入基础参振的计算方法和非线性油膜力数据库的应用上述方法为大自由度的多跨转子－油承－基础系统的非线性动力学性态的研究提供了一种高效、高精度的计算工具．     

轴承油膜动特性对转子临界转速的效应计算

介绍了非定常情况下,滑动轴承动压油膜的动态特性对转子支承刚度的作用．在此基础上建立了基于油膜动力学特性及底座支承刚度动力学模型的计算方法,并用于传递矩阵法求解转子系统的临界转速中．计算结果表明,随着系统的支承刚度下降,转子系统的临界转速是下降的     

发电机转子的磁拉力与弯扭耦合振动

采用预应力法研究了发电机转子的磁拉力引起的弯扭耦合振动问题，导出了计算的公式，给出了具体的算例。     

高速大功率车用永磁同步电机电磁诱发转子横向振动特性

高速大功率车用永磁同步电机的转子轴系是一个涉及电磁、机械高度耦合的非线性系统,因此转子动力学性能是高速车用永磁同步电机设计必须关注的问题.建立了电机中由于转子偏心引起的电磁激励解析模型,以转子动力学和非线性动力学为基础,建立永磁电动机转子系统的非线性模型,用解析法计算得到转子横向振动的幅频特性,结果表明转子横向振动具有负刚度和失稳幅值跳跃现象.最后通过数值计算对等效解析计算的结果进行了验证.     

柔性预应力索杆钢结构张拉过程跟踪计算方法

柔性的预应力索杆钢结构在张拉过程中，构件同时发生刚体运动和弹性变形，这一问题不能用传统的有限元方法来求解．基于柔性多体系统动力学，建立了一种索杆单元的动力学模型，同时考虑了构件的刚体运动与弹性变形，推导了相应的运动学方程、几何约束方程和动力学控制方程．该方法可以对张拉全过程进行跟踪，找到结构的运动稳定路径和最终的静平衡构形，计算出构件内力的连续变化过程．数值算例表明该方法实用有效，计算精度高．     

大自由度的转子－滑动轴承系统非线性动力学分析（Ⅱ）

本文以作者提出的关于大自由度的转子－轴承－基础系统的非线性动力学计算方法，详细地考察了转子轴承系统非线性的稳定性问题．其中主要包括：不平衡质量大小和分布对转子轴承系统稳定性的影响；某些转子轴承系统，当其转速高于线性失稳转速时，转子轴心可涡动于一个小的轨迹而不发散的现象之原因的探索；多跨转子轴承系统在不同类别大激励下的动力性态研究等．仿真计算的结果与对比性的实验结果较为吻合     

大自由度的转子—滑动轴承系统非线性动力学分析

本文以研究多跨转子－滑动轴承系统在大激励下的动力性态为目标，提出了一套新的关于大自由度的转子－轴承－基础系统的非线性动力学计算方法。其中引入块三对角矩阵追赶法求解上述问题构成的大型矩阵；提出中心差分法＋Ｈｏｕｂｏｌｔ法的预估计－较正时间积分法，以解决二阶隐式非线性方程的时间积分问题；系统方程在物理坐标ｘ和ｙ上的“解耦”，使计算速度和计算精度得以进一步的提高。本文介绍了系统初始位移值的计算方法、计入     

预应力砼超静定结构次内力的计算

预应力将在超静定结构中产生次内力．本文基于结构分析中的力法原理，对预应力杆单元进行了分析，推导出计算具有任意曲线形状的预应力筋和沿预应力筋纵向具有任意分布的预应力所产生的杆单元固端次内力的积分表达式．推导直接从次内力产生的机理出发，因而力学概念清晰．     

不对称刚性转子-轴承系统的非线性动力学行为

考虑了转子的陀螺效应,研究了不对称刚性转子的非线性动力学行为。首先,基于动力学理论建立了不对称刚性转子的模型;接着,针对传统Newmark法的缺陷,提出了改进的措施,形成了一种有效的求解转子系统非线性动力学响应的方法;最后,利用改进的Newmark法分析了不对称刚性转子系统的非线性动力学行为,计算结果展示了不对称刚性转子丰富的动力学现象。     

大跨度张弦桁架预应力张拉控制研究

应用有限元软件ANSYS，通过对模拟千斤顶升温的模拟千斤顶法实现拉索预应力，提出了张弦桁架预应力的实用确定方法．将使用状态下计算得到的千斤顶温度荷载加到施工状态的计算模型即可求出施工需控制的索力、控制点位移．二次张拉需考虑张拉对相邻桁架的影响，施工控制难度大，本文结合哈尔滨会展体育中心支座跨度128m的超大跨度预应力张弦桁架结构的深化设计计算，提出了单榀张弦桁架下弦拉索胎架一次张拉法施工方法，通过对张拉阶段胎架与张弦桁架间摩擦力的计算研究，定量索力下跨中位移法考虑摩擦力影响，以跨中竖向位移作为预应力张拉的主要控制指标，成功地完成了该工程预应力张拉施工．     

含裂纹-碰摩气浮转子系统非线性动力学研究

考虑裂纹碰摩耦合故障下的转子系统,以转子动力学和非线性动力学为理论基础,建立了含有裂纹-碰摩耦合故障气浮轴承转子系统动力学模型,运用打靶法思想和四阶龙格库塔法对含有气膜力、裂纹及局部碰摩耦合转子系统进行数值模拟,发现此故障下的转子系统存在周期、拟周期以及混沌运动现象,为转子系统安全工作提供理论依据.     

转子系统常开裂纹故障信息提取方法的研究

针对由于横向常开裂纹引起的裂纹故障转子系统,根据Paris理论,运用由应力强度因子及应变能密度函数推导得到的裂纹柔度系数矩阵,建立了裂纹转子系统动力学模型.由于含有横向裂纹故障的转子系统的刚度矩阵会发生相应变化,因此,在已知柔度系数矩阵的基础上,通过对比无故障转子系统与裂纹转子系统的动力学方程,可以推导出裂纹转子系统的剩余量动力学方程.分析裂纹所在轴段两端的受力情况,结合剩余量动力学方程,从振动信号中提取出常开裂纹发生的位置及裂纹深度信息.结果表明,本文运用的常开裂纹信息提取方法理论上只需要采集两个不同转速下,三个节点的振动信号进行诊断分析,简便可行,并可为转子系统、悬臂梁、桁架结构等常开裂纹故障诊断提供一定的理论依据.     

离心机转子的稳定性试验研究

本文对部分充有无粘不可压缩液体的离心机转子系统稳定性问题作了试验研究.首先给出了转子动力学和旋转流体动力学相互耦合的系统振动方程,然后用试验方法验证了理论分析所得到的失稳边界.由穿越失稳区的三维转速谱阵图可以清楚地看到转子失稳振动的变化过程和失稳涡动频率等特征,从而为理论分析提供了良好的试验佐证.     

变转速对旋翼悬停气动性能影响的试验与分析

为研究转速变化对旋翼悬停性能的影响,通过旋翼计算流体力学方法建模分析和缩比模型旋翼台试验的方法,以自研无铰式刚性旋翼为对象,研究了旋翼转速对悬停性能的影响规律。结果表明：基于运动嵌套网格和非定常流场求解建立的旋翼计算流体力学方法对悬停状态的气动性能计算精度较高,最大误差为6.84%;模型旋翼试验数据有效,具有良好的重复性;转速降低后相同总距对应的拉力系数更小,悬停效率拐点对应的拉力系数更大;拉力越小,变转速所节省的功率越明显,低拉力时可节省超过40%需用功率。可见改变转速可以显著提升悬停状态的旋翼气动性能。     

光纤光栅自感知钢绞线在后张有黏结预应力结构中的监测

有效监测后张法有粘结预应力结构在施工过程中产生的短期预应力损失大小是评估整个预应力结构安全性的重要手段。基于对现有预应力损失监测难题及预应力损失计算的理论分析,提出了光纤光栅自感知钢绞线短期预应力损失的监测技术。基于此技术,有效监测了直线及曲线孔道梁的短期预应力损失,并与应变片监测值及理论计算值进行比较。监测结果表明：直线孔道梁短期预应力损失率约10% ,曲线孔道梁短期预应力损失约24% ;对比理论计算值,应变片的误差最大接近10.01%,且同一测点处不同应变片最大差值接近10%,数据离散型较大,而光纤光栅监测到的梁内最终有效应力误差最大仅为4.60%,且在监测过程中始终保持良好的监测性能,可见光纤光栅传感器相比电阻应变片更适合体内预应力监测。     

引信球转子动力学特性模拟试验

为了验证引信球转子理论分析的正确性,采用由激光打标机对旋转状态下转正运动过程中的引信球转子表面打标痕的方法设计了一种研究球转子运动的试验,测定了5种力学参数球转子的运动轨迹.试验和理论分析结果均表明球转子相对于其腔室的运动轨迹为空间螺旋线,球转子的解除保险运动受初始进动角、转动惯量差异及质心位置影响很大.通过减小球转子与其腔室之间的滑动摩擦将增长球转子的运动轨迹并减小动态平衡角,而加大球转子质心偏心会增大球转子的动态平衡角.     

大幅度进动转子与位移限制器碰摩动力行为

为设计合适的位移限制器以限制转子的大幅度进动,需要研究作大幅度进动的转子与限制器碰摩时的动力行为。建立了大幅度进动转子与位移限制器碰摩的动力学运动方程,并用数值积分方法得到了碰摩过程非线性动力响应。分析中采用分段线弹性模型描述带有位移限制器对转子的弹性回复力。设计试验装置实现了激振转子作大幅度进动并与位移限制器碰撞、摩擦的试验。测试结果与理论分析吻合较好,表明采用的转子支承系统瞬态动力学模型及数值方法在分析碰摩转子非线性响应中的有效性。     

直升机飞行动力学实时仿真模型研究

进行直升机飞行仿真的关键是要有一个可信度高的直升机飞行动力学模型。飞行动力学模型的可信度取决于旋翼诱导速度模型。本文在推导直升机全机运动方程组的基础上,引入旋翼广义涡流理论表示旋翼的诱导速度分布,并推导出旋翼挥舞运动模型。把旋翼气动力模型结合到运动方程组中,给出了完整的飞行动力学仿真模型。并对某型无人直升机进行了仿真计算,计算结果与实际相符。