柴油机曲柄连杆机构冲击动力学分析

分别利用MSC.DYTRAN和MSC.ADAMS软件建立了某型柴油机包括曲轴系、活塞组、连杆组及飞轮在内的冲击动力学模型,考虑了惯性力、气缸压力和反扭矩的影响,并利用运动副和接触单元对结合部的实际情况进行了模拟.在此基础上.基于德国BV043/73舰艇抗冲击标准对曲柄连杆机构进行了冲击响应分析,着重研究了曲轴和连杆的冲...     

含运动副间隙舵机执行机构的动态特性研究

为了研究运动副间隙对空间4R机构动态特性的影响,间隙处的接触碰撞模型和摩擦的建立分别采用非线性弹簧阻尼模型和修正的库伦摩擦模型。在Solidworks中建立空间4R机构模型,导入ADAMS中进行动力学仿真分析。对比含间隙和不含间隙时系统动力学仿真结果的异同,分析间隙大小和最佳间隙量对空间4R机构动态特性的影响,为机构的设计提供了重要的参考依据,有利于工程实际应用。     

重力梯度对超大柔性空间结构在轨动力学特性的影响

空间太阳能电站是一种具有超大和高柔性特征的空间结构,这种空间结构在尺寸上远超以往的航天器,给轨道动力学特性的研究带来了新现象与新问题。以千米量级的哑铃模型为研究对象,考虑重力梯度影响,建立了Hamilton体系下的在轨动力学模型,利用辛龙格库塔法得到了不同参数取值下的动力学响应。通过对比仿真结果,得到了结构尺寸与重力梯度对轨道运动、姿态运动影响的定量关系。仿真结果表明,重力梯度引起了姿态-柔性振动耦合现象,姿态运动影响了结构振动曲线外部包络线样式,而柔性振动改变了姿态运动周期。     

超声作用下摩擦频率及载荷对GCr15/45钢摩擦副摩擦学性能的影响

在有和无超声振动条件下,分别考察了不同摩擦频率、摩擦载荷对GCr15/45钢摩擦副的减摩抗磨性能影响,初步探讨了油润滑条件下的超声润滑机理.结果表明:超声振动可以改善GCr15/45钢摩擦副的减摩抗磨性能,并使45钢表面磨痕变窄、磨痕深度降低、表面犁沟数量减少、磨粒磨损程度减轻.超声振动没有改变摩擦副间的磨损机理,但通过减少45钢表面所承受的正压力和有效阻止磨屑的二次磨粒磨损,改善了摩擦副间的摩擦磨损.     

基于动力学仿真的行星变速箱故障机理研究

针对某型行星变速箱故障机理研究欠缺和故障诊断困难的问题,在刚柔耦合动力学理论和齿轮故障信号模型基础上,建立了行星变速箱齿轮-箱体刚柔耦合动力学模型,分别计算行星变速箱正常状态和齿轮故障下的齿轮啮合力和箱体表面振动信号,进而研究齿轮故障机理,最后通过对故障模拟试验采集的实测信号与仿真信号的频谱成分对比,验证了所建模型的正确性。结果表明:齿轮发生故障时,振动信号频谱会出现相应的特征边频带。     

基于声测法的齿轮箱齿轮故障诊断研究

分析了齿轮箱故障机理及其与噪声信号的内在联系 ,利用声检测原理对齿轮箱工作状态进行了监测实验 ,分析处理了系统正常和故障工况下的声学及振动信号 ,并通过倒频谱分析方法进行特征参量提取 ,成功地判断出了齿面磨损故障。     

基于多信息的柴油机缸套磨损故障诊断研究

采用了模糊神经网络模型,对柴油机缸套磨损故障以及缸套破坏性磨损故障进行了诊断研究.通过缸套磨损故障的模拟实验,获取柴油机机身振动和铁谱分析等多源多维故障信息,并对融合故障信息进行预处理,解决了模糊神经网络输入矢量的模糊特性化、输出矢量的隶属函数及网络的学习训练问题,对缸套不同磨损故障进行了诊断.研究表明,这种基于多信息的诊断方法减小了故障诊断的不确定性,提高了诊断精度.     

两种捆绑火箭弹性振动建模方法对比分析及其对姿控系统的影响

针对长助推和短助推两种类型捆绑火箭的不同模态特点,分析了两者弹性振动建模方法的区别和联系,在此基础上建立了某型固体捆绑火箭姿态动力学新模型,模型中基于有限元法导出了弹性振动方程,基于该模型对箭体复杂弹性振动引起的通道间耦合进行了研究,采用逆Nyquist阵列法进行设计。结果表明,该模型能更准确地反映捆绑火箭纵、横、扭耦合运动特性;新模型三通道之间存在弹性耦合,但耦合矩阵具有对角优势性质,采用逆Nyquist阵列法进行姿控系统设计是有效的,仿真结果表明设计的控制器可行,能够取得比较好的性能。     

早期碰摩转子径向运动信号的仿真分析

针对早期碰摩时转子振动特征与其他旋转机械常见故障(如不对中)特征相重复的问题,研究转子径向运动信号中蕴含的早期碰摩故障特征。建立了转子动力学模型并求解得到仿真转子振动信号,从中计算出转子径向运动信号(径向运动速度、径向运动加速度)并进行了分析。结果表明:发生早期碰摩时,径向运动速度、径向运动加速度信号会在碰摩点处发生瞬间剧烈波动,可用来指示碰摩部位;频谱中高频成分大大增加,大部分情况下高频代替转频成为主要成分。这些特征与正常状况有显著区别,可望用于早期碰摩故障的诊断。     

轮式越野车动力学建模及行驶动力学特性仿真

为准确评估某型6×6轮式越野车行驶动力学性能,建立了该越野车的整车多刚体动力学模型,分析了模型的振动固有特性和频率响应特性,并进行了特定工况下的行驶动力学特性仿真,计算了悬架动行程均方根值和车轮动载荷均方根值,分析了悬架与限位块的碰撞概率和车轮跳离地面的概率。结果表明:该动态工况下越野车的悬架设计工作空间满足使用要求,但行驶安全性能较差。     

舰船弹性支撑轴系振动特性研究

为研究柔性结构对轴系振动特性的影响,以某弹性支撑轴系为研究对象,考虑到筏架柔性及气囊刚度特性,建立了弹性支撑的桨-轴-筏架-基座模型,并用力锤敲击模态试验验证了该模型的可信度,再结合有限元法计算分析了弹性支撑结构对轴系纵向振动及横向振动的影响.结果表明:在弹性边界条件下,轴系模态和振动特性在0～100 Hz范围内发生了...     

梅花形弹性联轴器液压泵机组不对中故障振动分析

电液舵机的核心动力单元是由电机-泵构成的液压泵机组,可靠性和安静性是其关键性能指标。液压泵机组不对中会造成轴承磨损,降低液压泵机组可靠性,产生故障特征振动线谱,降低舰船安静性。梅花形弹性联轴器具有结构简单、补偿能力强、减振缓冲性能好等优点,已应用于舰船电液舵机动力单元。建立梅花形弹性联轴器偏角不对中的力学模型,理论分析了液压泵机组的振动特性,通过实测结果验证了理论分析的正确性,为使用梅花形弹性联轴器的液压泵机组不对中故障诊断提供理论基础与试验依据。     

汽轮机非线性间隙气流激振力作用下转子系统的分岔研究

研究了汽轮机转子在非线性间隙气流激振力作用下的动力学特性,建立了非线性气流激振力作用下汽轮机转子系统的无量纲运动方程,并采用数值仿真方法研究分析了气流激振力、质量偏心和进气速度对转子系统的分岔特性。结果表明:汽轮机非线性间隙气流激振力的存在,使得系统在亚临界转速区域出现的短暂混沌消失,系统的混沌区域在临界转速附近明显减小,且由于气流激振力的作用,部分拟周期运动在超临界转速区域演变为5倍周期运动;质量偏心和进气速度对转子系统的非线性分岔特性也有很大的影响,使得系统运动更加复杂化。     

波纹度故障下低压转子系统的非线性动力学研究

针对转子系统存在滚动轴承波纹度故障的问题,以某船用燃气轮机低压转子系统为研究对象,建立了轴承波纹度故障下的双跨三支承滚动轴承转子系统的动力学模型,并采用龙格库塔法对该系统的运动微分方程进行数值求解,研究了波纹度最大幅值和波纹度个数对系统的非线性动力学特性影响规律。结果表明:随着波纹度最大幅值的变化,系统逐渐进行周期四、周期二、一个混沌域和拟周期运动;当波纹度个数远小于或远大于滚动体个数时,系统进行单周期运动,当波纹度个数接近滚动体个数时,系统进行拟周期运动,特别是当波纹度个数是滚动体个数的整数倍时,系统的非线性动力学特性变得十分复杂。研究结果可以为滚动轴承的故障诊断提供一定的理论依据,降低轴承波纹度对低压转子系统非线性动力学特性的不良影响。     

利用振动信号诊断发动机气门间隙异常故障

提出了利用气缸盖表面振动信号诊断发动机配气机构气门间隙异常故障的方法,分析了气缸盖表面振动响应与气门机构状态的关系。通过实验和计算,从气缸盖表面的振动信号得到气门间隙异常状态的信息。在此基础上,提出了一种简单有效的时域分析诊断方法。     

往复式空压机动平衡优化设计

鉴于往复式空压机运动机构动平衡直接影响机体振动,以空压机曲柄连杆机构为研究对象,分析了其运动过程中所受惯性力的情况,得出平衡块的配重。通过对空压机曲柄连杆机构的CATIA三维模型进行预处理,导入ADAMS添加相关约束后,进行动力学仿真,得到平衡前后曲轴的受力情况,并将仿真与理论分析进行了对比。以曲轴水平X方向受力幅值最小为设计目标,得出平衡块最优质量为5.826kg。     

基于梅花形弹性联轴器的液压泵机组不对中振动研究

电液舵机的核心动力单元是由电机-泵构成的液压泵机组，可靠性和安静性是其关键性能指标。液压泵机组不对中会造成轴承磨损，降低液压泵机组可靠性，产生故障特征振动线谱，降低舰船安静性。梅花形弹性联轴器具有结构简单、补偿能力强、减振缓冲性能好等优点，已应用于舰船电液舵机动力单元。建立梅花形弹性联轴器偏角不对中的力学模型，理论分析液压泵机组的振动特性，通过实测结果验证了理论分析的正确性，为使用梅花形弹性联轴器的液压泵机组不对中故障诊断提供理论基础与试验依据。     

两栖车辆水上振动模型

研究了两栖车辆在水上的振动问题。针对不同的振动类型,分别建立了基于水动力学的振动模型,并讨论了模型的求解过程。     

弹架间隙对机载外挂振动响应的影响研究

针对挂飞情况下,弹架间隙导致的机载外挂系统振动非线性问题,建立了含间隙外挂系统动力学模型。针对简化弹架系统模型,采用有限元方法,取多组弹架间隙值,对外挂振动响应进行了计算。分析了现行外挂在工作频段内,间隙对其振动响应影响的趋势。结果表明:低频段振动响应峰值频率成分复杂,且响应随间隙变大有先减小后变大的趋势;各间隙条件下,中频段响应峰值差距不大;高频段响应随间隙变大而减小。     

万向铰传动旋转轴的横向振动特性分析与仿真

为进一步考察万向铰传动旋转轴的动力学特性,利用欧拉方程推导出由万向铰运动约束描述的旋转轴系横向振动模型。通过模型求解得出该系统可能存在的多种共振模式,对从动轴横向振动的超谐波共振、主共振进行稳定性分析,并对其振动响应进行数值仿真分析,验证了稳定性理论分析结果的正确性。研究表明:系统超谐波共振及主共振的稳定性条件与支撑轴承安装位置、从动轴转动惯量、输入扭矩、轴承弹簧刚度以及阻尼等因素有关;加大轴承距万向铰中心的距离、增加轴承弹簧刚度与阻尼系数等,均可导致超谐波共振或主共振的非稳定区扩大;系统在对应中心频率附近容易发生共振。