“АИ-24发动机振动故障研究成果获国家科技进步一等奖”

上海交通大学傅志方教授等同中国民航103厂合作完成的“АИ-24发动机振动故障研究”成果获1988年度国家级科技进步一等奖。振动是航空发动机重要的故障源,其表现形式多种多样,影响因素错综复杂,研究难度较高。他们应用数字谱分析、时序建模、模态分析、参数辨识及非线性检测等先进技术,进行发动机振动故障诊断。先后对170台次发动机地面、空中各种工作状态进行信号采集,获得了丰富的状态信息,积累了大量的档案谱和故障谱,又通过上百台次发动机的分解、测量、零部件试验、对比试车等近三年的工作,找出结构上影响振动特性的主要零部件及部位,制定了13项次针对性技术措施,并领先贯彻到6台典型故障机上。作试验、试车、试飞中的跟踪检测,

具有记忆特性的非线性减振器参数识别

将非线性减振器的记忆恢复力用双折线模型来近似,在大变形前提下构造了其单值支的解析展开。由此把减振器试验建模中的非线性参数识别简化为对展开式系数及无记忆恢复力模型参数的线性估计,而物理参数可由此估计导出。沿此途径建立了两种参数识别方法,模拟实验及多种钢丝绳,钢丝网减振器的建模实验表明它们行之有效。

具有附加单面点约束悬臂梁的自由振动

本文研究了具有附加单面点约束的悬臂梁,由指定的初始条件诱发的有阻尼自由振动问题,提出了求解具有双线性或分段线性的连续系统多线性模态振动的时间子域法。用该法进行求解和数值计算,所得到的结果与实验结果有良好的一致性,因而能成功地解释实验中所发现的,该系统在作衰减自由振动时表现出的种种有趣的动力行为,诸如,附加单面支撑点反力幅值的调制现象等等。

变厚度圆柱蓄水池动力分析的传递矩阵法

本文用改进的传递矩阵方法分析了变厚度圆柱蓄水池的液固耦合问题,推广了T.Irie等人创立的传递矩阵法.文中导出的每一个壳元的传递矩阵能表示为一个封闭的形式,而不同以往采用的幂级数渐近形式.在建立的一阶矩阵微分方程中,虽然由于池内壁的水动压力作用出现了耦合项,但文中采用了振型迭代技术使求解中遇到的这一困难得到圆满解决.

粘弹结构动力学分析

本文研究由单一粘弹材料构成的粘弹结构的振动.在时间域和拉氏域内建立了它的动力学方程.给出了粘弹结构的"对偶弹性结构"概念,并用来讨论了粘弹结构的模态特性,证实位移形态可由实模态向量张成的向量空间内加以描述,它就是"对偶弹性结构"的模态向量,无需增广坐标.每个模态自由度含有数个反映蠕变的实特征值和一对反映衰减振动的复共轭特征值.分析了在模态向量空问内的动响应,给出了传递函数(频率响应)和脉冲响应.从而揭示了粘弹结构的动力学特性.

演变随机激励下线性结构的非平稳响应特性

本文采用复模态分析法,考察了常参数线性阻尼系统在演变随机激励下的非平稳响应特性.得到了响应时变相关函数矩阵的闭式解.所得结果通用于经典阻尼与非经典阻尼情形.方法简便实用,它将非平稳随机响应问题归结为复代数运算.所附算例分别就演变随机激励与相应的突加平稳激励情形,对系统时变均方响应的结果进行了对比.

线性特征值问题在模态坐标系中的矩阵摄动法

本文在文献[1,2]的基础上进一步探讨了对线性广义特征值问题Ax=λBx 进行快速近似重分析的矩阵摄动方法和理论,特别对重特征值情况也完整地导出了特征值和特征向量的直到二阶摄动量的渐近估计算式,并在E.J.Haug 等证明了重特征值的方向可微性的基础上指出对应于重特征值的特征向量在一定意义上也是方向可微的。算例表明本文的算法是正确、有效的。

连续系统动态载荷识别的时域方法

本文提出连续系统动态载荷识别的一种时域方法.通过适当变换,将问题归结为求解Volterra型第一类积分方程.在一定的载荷假设条件下,用插值函数将积分方程离散化,即可获得动态载荷时间历程或分布形式的时域识别计算模式.采用数值解法进行的仿真实例及实梁试验表明,方法是有效的.

用胞变换法分析分段线性系统周期运动稳定性

本文首先简单介绍了胞变换法,并提出了加工绘图数据的一种算法,这种算法节省机时和存贮绘图数据所需的空间,使绘制各种吸引域图形成为可能。然后利用胞变换法对具有分段线性非线性特征的弹簧摇床的全局性态进行了分析研究,并用计算机模拟出该系统存在的各种周期运动的时间历程曲线及相应的周期运动的吸引域。论文分析了弹簧摇床五种阻尼参数下全局性态,得出了该类系统周期运动稳定性和阻尼之间的关系。

热载荷作用下层合板瞬态响应分析

本文研究了层合板在热载作用下的瞬态响应,推导出考虑横向剪切变形影响的运动方程,以简支的正交铺层板为例,对横向剪切的影响作了分析.

样条有限条法分析板的几何非线性振动特性

本文利用样条有限条法分析矩形板的几何非线性振动特性问题,指出了试函数的选取方法,并利用B样条函数的特点得出了精确地求非线性刚度矩阵的一种方法.该方法具有占计算机内存少、计算速度快、收敛快、精度高的特点.该方法还适用于响应分析.

由自由振动响应识别非线性系统参数的一种方法

本文提出了一种由自由振动响应识别非线性系统参数的方法,即首先用直接摄动法求出系统自由振动的近似解作为数学模型,然后用最小二乘法来识别系统的物理参数.此方法具有精度高、应用方便的特点.

应用时域模态坐标转换法识别内燃机缸内气体压力

本文对时域模态坐标转换法在计算内燃机缸内气体压力方面的也用进行了研究,提出了利用内燃机振动信号识别缸内气体压力的方法.为内燃机的状态监测提供了有力的手段.为提高计算结果的精度,本文还引入了"虚拟点"的概念,取得了较好的效果.

齿轮边频特征识别方法的研究

本文从齿轮啮合动力学出发,研究了调制边频结构的形成及其数学上的描述。并在此基础上提出了细化搜寻和倒谱峰值提取的边频特征识别方法,为齿轮状态监测与故障诊断提供了有效的工具。文章以应用实例说明了上述方法的理论意义及其实用价值。

动力学系统稳定性分析的区间矩阵方法

本文应用区间矩阵的理论研究具有不确切参数的动力学系统的稳定性分析问题.文中应用改进的Chetaev定理导出了几个稳定性判据并给出一个实际算例.

圆柱梁与水体耦联受迫谐振的解析解

本文分析了无粘性的、不可压缩水体中的弹性悬臂圆柱梁在水平地面简谐运动作用下的受迫振动,用直接求解梁与水体耦联的振动微分方程的方法,得到了动水压力和梁的动力反应的解析表达式.

从结构平稳随机响应中识别模态参数的多输入多输出时域方法

本文讨论了从受平稳随机激励的结构的响应中识别振动参数的多输入多输出时域方法.提出了把随机减量法和多参考点复指数时域法加以结合,由随机减量法从结构平稳随机响应中得到多组自由响应,用多参考点复指数方法同时处理这些自由响应,以识别出模态参数.本文方法和Ibrahim,S.R.提出的把ITD和随机减量技术结合的方法相比,能识别后者可能遗漏的重频或密集频率,且有较高的精度.

实用完备模态空间中的相容修正模型

本文建立了一种"一致元素型法".由此方法得到的"相容修正模型"不仅是唯一的,而且仅依赖正交关系导出便能满足特征方程.另外,由于本方法又属于"元素型"模式,所以相容模型有能较好地逼近位移有限元模型的特点.总之,本方法既克服了"引言"所述其它方法存在的三个问题,又具有比较简单的修正公式.

修正结构有限元模型的一种方法

本文讨论了一个寻找结构有限元模型的误差源和对它进行修正的方法.为了减少待修正模型的未知参数数目,将质量、刚度矩阵描述为设计变量的函数.在此基础上,先用少量测得的静位移数据修正刚变矩阵;然后用少数几阶实验的固有频率、固有振型数据修正质量矩阵.为了避免测量旋转自由度的静位移和固有振型分量的困难,还讨论了聚缩模型的修正问题.最后,文中附有算例及结果.

非保守面耦合损耗因子的计算

本文应用统计能量分析理论和富里哀变换,推导出了非保守面耦合平行板系统间的耦合损耗因子的计算公式,保守面耦合平行板系统间的耦合损耗因子的计算公式能直接从该公式简化得出。已经进行了一系列验证实验,在大多数情况下,其实验数据与理论计算值吻合较好。