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题名高速滚动轴承-转子系统非线性特性研究
被引量:2
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作者
王梓
朱才朝
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机构
重庆大学机械传动国家重点实验室
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第20期168-176,共9页
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基金
国家自然科学基金(51535012,51575061)。
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文摘
滚动轴承是旋转机械设备中极其重要的基础件。高速运转情况下,滚动轴承-转子系统振动噪声问题突出的主要根源在于轴承支承力以及转子动不平衡力的强非线性特征。提出滚动轴承平均刚度和局部刚度的定义和计算方法,分析轴承的支承特性以及扰动特性。考虑轴承刚度的时变性和载荷非线性以及转子动态偏心位移导致的不平衡力激励,提出一种改进的轴承-转子系统一体化动力学模型。以两种不同类型的轴承为例,通过有限元/接触力学半解析法(finite element/contact mechanics mixed method,FE/CM)得到完整周期下滚动轴承三维载荷-位移分布曲线,分析轴承平均刚度与局部刚度的非线性特性,通过改进的轴承-转子动力学模型准确的获取滚动轴承动态支承力的载变与时变特征,观察到由于滚动轴承动态激励作用导致强非线性振动响应。
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关键词
滚动轴承非线性特性
滚动轴承刚度
转子不平衡力
高速转子系统
非线性动力学
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Keywords
rolling element bearing nonlinear characteristics
rolling element bearing stiffness
high speed rotor system
rotor unbalance force
non-linear dynamics
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分类号
TH212
[机械工程—机械制造及自动化]
TH213.3
[机械工程—机械制造及自动化]
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题名转轴-轮盘-裂纹叶片耦合系统的叶尖振动特性
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作者
吴志渊
赵林川
颜格
胡海峰
杨志勃
张文明
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机构
上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室
国防科技大学装备综合保障国防科技重点实验室
西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第4期90-104,共15页
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基金
国家科技重大专项(2017-Ⅴ-0009)
国家自然科学基金(12032015,12121002)
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文摘
航空发动机叶片在极端恶劣环境中工作,容易产生裂纹进而缩短叶片寿命,严重影响航空发动机的安全运行。以转轴-轮盘-裂纹叶片耦合系统为研究对象,采用有限元、假设模态混合的建模策略,利用有限元模拟转轴,基于Kirch⁃hoff板理论、Timoshenko梁理论模拟轮盘、旋转叶片,并根据时变的释放应变能确定呼吸裂纹导致的时变损失刚度,建立了相应的动力学模型;通过对比耦合系统的固有特性和振动响应验证了提出方法的正确性;剖析了重力载荷、转子不平衡力、气动载荷对叶尖振动特性的影响,并研究了不同无量纲裂纹深度和裂纹位置对叶尖振动特性的影响。研究结果表明:健康叶片中,重力载荷会导致叶片产生振动,转子不平衡力会导致叶片发生静变形;在旋转状态下,裂纹叶片导致叶尖弯曲位移产生偏移量;在气动载荷作用下,呼吸裂纹导致叶片发生非线性振动;常值分量与转频幅值比、常值分量与气动激励频率幅值比是评价呼吸裂纹的有效指标。本文的建模方法和分析结论可为航空发动机叶片裂纹故障诊断提供了一定的理论依据。
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关键词
转轴-轮盘-裂纹叶片
呼吸裂纹
重力载荷
转子不平衡力
气动载荷
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Keywords
shaft-disk-cracked-blade
breathing crack
gravity load
rotor unbalance force
aerodynamic load
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分类号
V231.96
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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