阶跃载荷扰动条件下推力轴承热瞬态过程研究

用一维绝热模型研究了滑动推力轴承在阶跃载荷冲击下的热瞬态行为。通过对轴承油膜压力、温度和推力盘的动力学参数进行建模,应用有限差分以及Runge-Kutta法等对模型求解,获得了大载荷阶跃冲击条件下推力轴承热瞬态过程中性能参数的非线性响应曲线,给出了瞬态过程中轴承最高温度、最小膜厚等参数的变化规律。结论认为如果轴承设计和运行不当,轴承有可能因为瞬态过程中温升过高或膜厚的突然减小而失效。

自由梁两端受阶跃载荷时的塑性动力响应完全解

采用刚塑性模型分析自由梁在两端点受到集中阶跃载荷作用时的小变形动力响应,给出了不同载荷组合下梁的变形模式,构造了其动力响应完全解,并讨论了塑性耗散在输入结构的能量中所占的比例。与自由梁单点受强动荷载作用不同,梁的变形模式取决于两端点阶跃载荷的某组合函数的值。结果结果表明:只要存在塑性耗散,耗散的能量就占外载输入能量的1/3。

阶跃载荷作用下滑动轴承的瞬态特性

滑动轴承在动载荷作用下的瞬态特性是制约其精度和速度的重要因素,建立动载荷作用下滑动轴承的计算模型,计算在单、双向阶跃载荷作用下轴心轨迹的运动状态,分析阶跃载荷对轴心轨迹、最大油膜压力及最小油膜厚度等轴承主要工作参数的影响。结果表明:轴承在突变阶跃载荷作用下,轴心位置、最大油膜压力及最小油膜厚度等均呈现振荡过程,收敛于新的平衡位置;当突变载荷过大时,将造成轴承碰撞或失稳。

阶跃载荷扰动下径向滑动轴承绝热瞬态过程研究

研究了径向滑动轴承在阶跃载荷扰动下的绝热瞬态行为。通过对轴承油膜压力、温度及轴颈的动力学建模,应用数值方法对模型求解。获得了大载荷扰动工况下径向滑动轴承热瞬态运动参数的非线性响应。给出了瞬态过程中轴承最高温度、最小膜厚等其他参数的变化规律。结论认为,瞬态过程中温升、膜厚参数变化很大,并且超出了其要达到的稳态值,有可能造成瞬态过程中轴承由于温升过高而失效。

在阶跃载荷作用下液体静压支承的过渡过程特性研究

本文在考滤油液本身和所含气体可压缩的条件下,分析了在阶跃载荷作用下液体静压支承的过渡过程,求得支承系统过渡过程的特性方程、过渡过程延续时间、支承间隙的位移量,以及各参数对过渡过程的影响。在上述理论分析的基础上,得出改善静压支承过渡特性的措施,为提高机床主轴支承和运动精度,提供了新的理论依据和途径。

在阶跃载荷作用下双悬臂梁模型动态特性的近似分析法

大量的研究表明:在冲击载荷的作用下,材料的机械性能和断裂韧性都会随着加载速率的变化而发生变化,断裂韧性随着加载速率的增高会明显下降。在动态起裂判据中,K_(Id)(?)是由动态试验来确定的,而K(?)(t)则要对结构进行完全的动态分析来确定。由于动态问题的复杂性,一般都借助于大规模的数值计算求解动态应力强度因子等动态特性。本文根据梁的振动特性,提出了一种简单的近似分析方法求解DCB模型在阶跃载荷作用下的动态响应、动态应力强度因子和动态能量释放率等特性,并提出一个用DCB模型测定K_(Id)(?)的简单方法。文中还使用八节点等参元进行了动态汁算,将有限元法计算的结果与近似法作了比较,两者吻合很好。

空间自由梁两端受阶跃载荷作用下的响应模式

对自由梁在两端受非对称阶跃载荷作用下的动力响应进行了理论分析,得到了不同载荷量级下的变形模式,并指出所得结果为下一步冲击载荷作用下自由梁的瞬态动力响应研究奠定了基础。

阶跃载荷作用下弹塑性杆的动力屈曲

对一端夹支、一端固支在阶跃载荷作用下弹塑性杆的动力屈曲进行了理论分析和数值计算。用Matlab对控制方程进行数值求解,给出了临界载荷与临界长度的关系,研究了强化模量对临界屈曲载荷的影响。

阶跃载荷作用下变截面悬臂梁的弹塑性响应模式

利用有限差分离散控制方程进行数值分析,研究了阶跃载荷作用下变截面悬臂梁的弹塑性动力响应。通过对不同阶跃载荷作用下,响应各时刻弯矩分布规律的细致分析,清晰地阐明了变截面悬臂梁的弹塑性动力响应模式。研究表明,对于中载工况,整个响应过程只在梁根部形成塑性铰;对于高载工况,响应过程在梁跨中形成塑性铰的基础上,还增加了在半梁左侧存在塑性区、梁的根部存在驻定塑性铰等响应模式。弹塑性响应分析肯定了刚塑性分析所假定的变形模式的主要特征,同时也指出了刚塑性分析模型的不足,因而增进了对于梁的变形机制的认识和理解。

阶跃载荷作用下弹塑性悬臂梁的变形机制与能量耗散

基于大挠度动力控制方程,应用有限差分离散求解,研究了阶跃载荷作用下弹塑性悬臂梁的动力行为。通过对动力响应早期内力、变形以及能量分布规律的分析,考察了悬臂梁的弹塑性响应模式和变形机制,并与已有的刚塑性分析进行了系统的比较。数值计算表明,阶跃载荷的不同幅值使得梁的响应模式存在较大差异,弹塑性分析肯定了刚塑性理论在处理中载情形的准确性,同时也指出了其在处理低载和高载情形时的缺陷。通过与小变形理论计算结果的比较,指出了考虑大变形效应的必要性,为今后的大变形刚塑性动力分析提出了建议。

阶跃载荷下气体轴承-转子系统瞬态特性流固耦合分析

以气体轴承-转子系统为研究对象,基于流固耦合法,对系统在铣削过程中受到阶跃载荷瞬间转子位移动态响应、气膜流场压力变化等瞬态特性进行研究。研究结果表明:在流固耦合作用下,转子最终达到稳定平衡状态,在不同阶跃载荷下,转子均出现偏心倾斜,转子末端及刀头处出现振荡过程;阶跃载荷越大,系统超调量、上升时间、转子偏斜位移越大,而超调时间变小;与稳态阶跃载荷相比,矩形阶跃载荷下系统因预载荷导致超调量减小,稳定时间缩短;矩形阶跃载荷超调时刻的压力变化较小且高压区域波动平稳,有利于提高转子瞬态响应特性。

集中阶跃载荷作用下层合浅拱的非线性动力屈曲

在考虑几何非线性但忽略横向剪切效应的条件下，给出了复合材料层合浅拱的动力方程，并利用迦辽金法求出了中心集中阶跃载荷作用下，一端铰支、一端固支、正交铺层的对称层合浅拱在计及初始几何缺陷情况下的动力响应，由Ｂ－Ｒ准则分析了动力稳定性。算例表明：初始缺陷对于拱的临界动力载荷有很大的影响。

阶跃载荷作用TiNi固支梁动态响应特性研究

为考察不同幅值载荷作用下TiNi合金固支梁的动态响应问题和能量耗散问题,利用数值方法进行了研究。研究结果表明,阶跃载荷作用下,固支梁的内力响应可以分为三个阶段。在高幅值阶跃载荷作用下,相变出现在弯曲波波动阶段。能量耗散主要发生在机构形成的过程中,能量耗散主要为梁的动能。研究结果可以为工程应用提供一定的参考价值。

主轴划痕对轴承系统抵御多种载荷冲击的动态性能影响

建立了1个考虑主轴划痕、轴瓦变形和沟槽结构的水润滑橡胶轴承混合润滑瞬态模型,研究了划痕对水润滑橡胶轴承在周期性载荷及非周期性载荷作用下的动态行为影响.结果表明:在偏心载荷下,划痕的存在会使得主轴与轴承出现“高温布朗运动”般的反复碰撞现象,且划痕深度及宽度的增大均会延长启动过程中的微凸体接触时间,严重降低水润滑轴承寿命;在受到脉冲载荷后,划痕会使轴心的运动范围变大,导致轴承与主轴更容易发生碰摩,降低轴承抵抗脉冲载荷冲击的能力;深划痕及宽划痕时,水润滑轴承受到阶跃载荷干扰会从弹流润滑状态进入混合润滑状态.主轴表面出现划痕使轴承系统遭遇外载荷干扰时的自动抵御能力退化.

液体动静压球轴承轴心运动轨迹研究

为研究外载荷对轴承转子系统稳定性的影响,以小孔节流的液体动静压球轴承转子系统为研究对象,建立液体动静压球轴承转子系统动力学模型。通过求解轴承润滑数学模型获得非线性油膜力,分析转子所受到的外载荷,采用欧拉算法预测出轴心下一个时刻位移、速度和加速度,并分析转子系统质量、不平衡载荷和阶跃载荷对转子回转精度的影响。结果表明:随着转子系统质量的增加,所需平衡的油膜力增加,轴心振动幅度增加,从而导致转子回转精度降低;相对于不考虑不平衡载荷,考虑不平衡载荷后其振动形态为椭圆且振动幅值增大,减小不平衡值将减小振幅并提高旋转精度;随着阶跃载荷的增加,达到平衡所需的时间也增加。

CSY系列传感器实验系统的动态实验开发

CSY系列传感器实验系统集成了多种传感器的静态实验,动态实验内容相对较少,且大部分是幅频特性实验,缺少时域特性参数测试实验,针对该薄弱环节,设计了CSY系列传感器实验系统中典型一阶传感器热电偶和二阶传感器双平行梁的单位阶跃响应实验方案,包括单位阶跃信号的施加方法及传感器时域特性参数测试的实验内容。

含裂纹损伤船体板板条梁的非线性动力响应

研究含裂纹损伤船体板板条梁两端固支,受横向阶跃均布载荷作用下的非线性动力响应问题。考虑横向剪切变形和几何非线性,根据Hamilton原理导出板条梁的非线性动力方程,并应用线弹簧理论将裂纹引入到动力方程中,用有限差分法对方程进行求解。文中讨论了裂纹的存在与否,载荷作用形式,裂纹长度和裂纹位置等因素对船体板板条梁的非线性动力响应的影响。

极端工况双矩形腔静压推力轴承动态特性

静压推力轴承动态特性受润滑油黏度、油膜厚度和油腔面积等因素影响,极端工况运行过程中经常承受阶跃载荷或正弦载荷作用,突加载荷将导致静压推力轴承动态特性改变,表现为轴承的抗冲击能力和恢复平衡所需时间的变化.为获得高速重载微间隙极端工况条件下双矩形腔静压推力轴承动态特性,分别在不同油膜厚度、不同润滑油黏度以及不同油腔尺寸条件下对双矩形腔静压推力轴承的动态性能进行理论分析,探讨了阶跃载荷作用下润滑油黏度、油膜厚度和油腔面积对轴承动态性能的影响,揭示了油膜动态变化规律,探究了正弦载荷作用下双矩形腔静压推力轴承的稳定性.结果表明:润滑油黏度、油膜厚度和油腔尺寸变化对其动态性能有很大的影响.润滑油黏度越大、油膜厚度越小、油腔面积越大突加载荷作用下润滑油膜抵抗冲击的能力越强,旋转工作台受到突加外力作用下恢复至平衡状态所用时间越短.双矩形腔静压推力轴承油膜具有较大的阻尼系数,轴承具有极强的抵抗正弦加载作用的能力.

机床静压推力滑动轴承的动态特性分析

分析了静压推力滑动轴承在阶跃载荷作用下的动态特性,并进行了定量计算,得出在静压推力滑动轴承的参数选择时应注意的一些问题。

线性缓冲材料对弹性杆动态屈曲影响的理论研究

通过分析两种不同类型载荷对带线性缓冲材料的弹性直杆的撞击,得到撞击条件下杆体屈曲发生的临界弹簧刚度。结合具体材料进行计算,分析了临界弹簧刚度与载荷作用时间、载荷幅值、缓冲材料和杆体长度的关系,以及缓冲材料位置对于杆体屈曲防护的影响等。所得结论为解决在不同冲击载荷作用下弹性直杆的动态屈曲防护问题提供了理论依据。