转子系统模态阻尼测定的相位匹配法

模态阻尼是转子系统达到每一阶模态振型时所表现出来的一种系统阻尼,是研究转子系统动力学特性的一个重要参数。在分析模态阻尼传统测量法——半功率法缺点的基础上,提出了一种新的模态阻尼测量方法——相位匹配法。相位匹配法的原理是:建立目标函数,利用数值计算,对试验获得的相位随转速变化的数据进行最小距离估计,从而确定出转子振动系统的阻尼系数。在转子试验器上进行了试验研究,测得了系统的模态阻尼系数,其大小与半功率法测量结果接近。理论分析和试验结果表明,相对于半功率法,相位匹配法具有安全性高、稳定性强的优点。

双盘转子系统动力特性分析及优化设计

为了减小双盘转子系统的整体振动,对居中盘位置进行了优化。建立了带悬臂和居中双盘转子系统的八自由度力学模型和运动微分方程,利用Simulink动态仿真系统计算了加速情况下的转子瞬态响应以及双盘转子系统稳态响应的轴心轨迹,分析研究了转速、两盘偏心及其相位角、两盘质量比等对系统响应的影响。利用多学科设计优化软件Isight,采用最优拉丁超立方设计(Optimal Latin Hypercube Design,Opt.LHD)算法和多岛遗传算法(Multi-Island Genetic Algorithm),以双盘扰度均最小为优化目标,以居中盘的位置为优化变量进行了优化,优化后悬臂盘的扰度下降44.6%,居中盘的扰度下降79.9%。

基于有限差分法的滑动轴承油膜参数分析

基于有限差分法,利用轴承已知外力和宽径比直接求解完整二维流动雷诺方程,得出油膜压力、油膜刚度、油膜阻尼等参数,避免了传统方法中的查表法以及选取扰动量造成的误差。针对某一轴承-转子系统进行稳定性分析,得到其临界失稳转速。结果表明:随着转速的增大,偏心率会逐渐减小,偏位角会逐渐增大,失稳转速逐渐减小;在保证全油膜的条件下,适当增大偏心率,可以增加轴承-转子系统的稳定性。

基于第二代非支配排序遗传算法的转子优化设计

为了减小双盘转子系统的整体振动,针对航空发动机普遍采用的典型1-0-1支承结构下的双盘转子,提出了一种使用多学科优化软件Isight与通用有限元软件ANSYS集成的分析方法。将两转盘位置作为优化变量,以一阶临界转速在10%内的变化为约束条件,采用第二代非支配排序遗传算法NSGA_Ⅱ(Non-Dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ)最小化过一阶临界转速时两转盘的振幅。在高速柔性模拟转子试验器上进行了试验验证,优化后,盘1过一阶临界转速时最大振幅下降了77%,盘2下降了68%,试验结果证明了该优化方法的正确性,能够有效、准确地获取转盘的最优位置,提高了转子设计的效率和质量。

流体可压缩性对高速入水载荷的影响研究

火箭助飞鱼雷会遭受入水带来的恶劣跨介质力学环境,本文基于均质平衡流和VOF多相流理论建立气-液-汽三相耦合流动数学模型,并通过嵌套网格技术,实现多相流与6-DOF结构体动力学耦合的高速入水分析,研究气/液相可压缩性对结构体高速入水载荷的影响,并进一步分析不同入水速度(100~300 m/s)和不同横升角(10°,40°)对应的流体可压缩性影响,从而对可压缩性的影响行较全面的分析,研究结果有助于清晰认识高速入水过程流体可压缩性的作用机理,可用于指导相关的降载头型及缩比试验等设计。

一种跨二阶柔性转子无试重模态平衡方法

为解决传统柔性转子动平衡方法需要添加试重、多次启动的问题,发展了一种基于无试重模态动平衡方法的柔性转子二阶动平衡方法。该方法得益于转子有限元建模技术的发展,通过Samcef Rotor获取转子平衡所需的各阶模态,结合测量所得参考点的振动信息,利用无试重模态动平衡方法计算得出平衡所需的配重大小和方位。运用该方法对试验转子分别进行了一阶和二阶平衡,每次平衡只需开车一次,平衡后一阶振幅下降59.44%,二阶振幅下降97.56%。试验结果表明:该方法可有效降低转子不平衡振动,减少平衡开车次数,大大提高了转子的平衡效率。

双盘转子系统优化算法与试验

为了讨论不同优化算法的效果差异,利用有限元分析技术,针对典型1-0-1支承方案的双盘转子系统进行建模仿真,在分析其动力学特性的基础上,联合多学科优化软件ISIGHT,将两转盘位置作为优化变量,以1阶临界转速在10%内的变化为约束条件,采用不同的优化算法:进化算法(EVOL)、多岛遗传算法(MIGA)、邻域培植遗传算法(NCGA)、第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)以及Pointer方法,最小化过1阶临界转速时两转盘的最大振幅,得到两转盘的最优位置.在高速柔性模拟转子试验器上进行了瞬态试验,结果表明,NSGA-Ⅱ只需要计算240个点,就可以使两转盘振幅分别下降76.94%和67.42%.因此,NSGA-Ⅱ是最适合该类转子系统的优化方法.