基于MATLAB的重型商用车转向轮摆振运动分析及优化

通过建立车轮运动过程中摆振运动数学模型,使用MATLAB软件进行建模分析,分析车轮摆振运动的相关影响参数,以及各参数因素的影响程度,结合整车实际工况,优化各参数因素的设计方案,减缓或消除车轮摆振,解决实际工程难题。

大型风机柔性叶片摆振运动冲击对层间断裂韧性的影响

冲击对材料表面的层间断裂产生重要影响,但对层间断裂韧性影响的趋势尚不明确。尤其是风机叶片在摆振运动时,叶片所受冲击对叶片表面层间断裂的影响及趋势未见公开研究。本文首先对风机叶片摆振运动冲击载荷的动力学响应进行研究,确定振型-位移-速度的对应关系,然后对叶片摆振运动过程中的应力-应变-速度进行有限元数值分析,再依据连续介质力学原理建立摆振冲击载荷控制方程,明确摆振运动冲击导致裂缝的应变能释放率(G)和应力强度因子(K)的关系。最后通过对摆振和冲击实验中断裂参数(振型、位移、速度、载荷、起裂方式以及裂纹长度)的测量,验证了本文中摆振运动冲击对Ⅱ型裂缝层间断裂韧性的影响的研究结果,探讨了摆振运动冲击载荷对叶片表面层间断裂韧性影响的趋势。

两段式吊放系统摆振运动的建模与仿真

针对两段式吊放系统,根据拉格朗日方程建立三自由度摆振非线性运动学模型,采用数值仿真方法对吊放系统运动响应进行研究.结果表明,吊缆长度、吊放速度以及激励频率对吊放系统运动响应有重要影响.该结果可以作为两段式吊放系统吊放作业安全性评估的理论依据.

直升机桨叶摆振量的全场景视觉测量及分析

直升机旋翼桨叶在高速旋转时,进行全场景桨叶摆振测量和分析,对直升机桨叶载荷设计和旋翼结构设计具有重要意义。本文设计了桨叶摆振量立体视觉测量系统,并进行摆振模式拟合分析。首先,对课题组已有立体视觉测量系统进行改进,并在风洞试验中完成不同总距及周期变距下的旋转桨叶标记点三维坐标测量;其次,解算桨毂坐标系下的桨叶摆振量;最后,采用一阶多项式对桨叶在特定时刻下的摆振模式进行拟合分析,采用复合正弦函数对桨叶旋转过程中的摆振规律进行拟合分析。风洞测量实验结果表明,在4.6 m×4.6 m场景中测量的摆振量均方根误差小于1 mm;桨叶摆振模式和规律模型拟合度好,其均方根误差小于1 mm,为直升机桨叶设计提供了数据支撑。

磁流变减摆器对直升机空中共振的影响分析

为了研究磁流变减摆器对直升机空中共振的影响,建立了适用于直升机空中共振稳定性的磁流变减摆器模型,前飞状态下动力入流模型采用Pitt/Peters理论模型,与直升机旋翼/机体耦合动力学方程组联立,采用simulink时域仿真的方法计算得到各自由度、各阶模态随时间的变化曲线、配平和激振时摆振角及其频谱、摆振后退型模态振幅包络线及其阻尼。分析了磁流变减摆器对直升机空中共振动稳定的影响,对比了不同电压下磁流变减摆器对桨叶挥舞摆振运动的影响。结果表明:磁流变减摆器施加不同电压可得到不同的阻尼力,利用该性质可以更好地抑制直升机空中共振现象。

翼型非定常来流下复合运动动态失速仿真

针对直升机前飞时的动态失速问题,本文采用转捩修正的SST k-ω湍流模型和嵌套网格技术对雷诺数Re为3. 92×10~6时的直升机二维翼型SC1095进行数值仿真。以非定常来流条件下的纯俯仰运动为基础,对比分析了在耦合挥舞、摆振运动时,相位差、振幅对动态失速的影响;比较挥舞、摆振二者运动对于动态失速角的作用大小。结果表明:固定振幅条件下,挥舞和摆振运动相位差的增加会使动态失速角提前,升力系数峰值提高;固定相位角条件下,挥舞和摆振运动振幅的增加会使动态失速角延迟,升力系数峰值减小。挥舞运动对于非定常来流下俯仰运动翼型动态失速角的影响要大于摆振运动。本文计算方法和研究结果为翼型多自由度耦合运动下的动态失速行为预测提供参考。

直升机着陆过程中动不稳定现象分析

通过分析某型直升机在尾起落架着地时出现的机体异常振动,建立了一种以直升机状态及操纵参数为基础,以时频分析为手段的地面动不稳定性方法。首先分析异常振动与正常振动的异同点,通过时频分析获得引起异常振动的现象特征。通过频率根源查找,最终找出引起异常振动的原因为机体的俯仰模态与旋翼摆振后退型耦合引起的一种动不稳定现象,并对引起该种现象的原因加以分析,给出改进措施,为今后的直升机动不稳定试飞技术提供参考。

The Coupling VIV Analysis of SCRs with Rigid Swing

With the development of deepwater oil and gas exploration, Steel Catenary Risers(SCRs) become preferred risers for resource production, import and export. Vortex induced vibration(VIV) is the key problem encountered in the design of SCRs. In this study, a new model, the rigid swing model, is proposed based on the consideration of large curvature of SCRs. The sag bend of SCRs is assumed as a rigid swing system around the axis from the hanging point to the touch down point(TDP) in the model. The torque, produced by the lift force and the swing vector, provides the driving torque for the swing system, and the weight of SCRs provides the restoring torque. The simulated response of rigid swing is coupled with bending vibration, and then the coupling VIV model of SCRs is studied in consideration of bending vibration and rigid motion. The calculated results indicate that the rigid swing has a magnitude equal to that of bending vibration, and the rigid motion affects the dynamic response of SCRs and can not be neglected in the VIV analysis.