用整体传递矩阵法计算航空发动机整机临界转速特性

介绍了用整体传递矩阵法计算航空发动机多转子相互耦合系统的固有频率特性。该方法克服了传统子结构传递矩阵法不易编制通用计算软件的缺点。同时，用有限元法对支承机匣刚度进行了计算。并以某航空发动机转子系统为例验证了方法的有效性。

航空发动机整机瞬态动力特性分析

采用整体传递矩阵─动态子结构法分析航空发动机整机瞬态动力特性。对各种因素（突加不平衡量大小及位置、转速、油膜间隙等）的影响进行了探索，结果表明，在一定设计多数范围内，挤压＊油膜阻尼器能有效抑制转子系统突加不平衡引起的瞬态强迫振动，避免系统失稳。

整体传递矩阵法求解双转子系统临界转速的改进

在深入研究现有传统整体传递矩阵算法的基础上,提出了一种改进的整体矩阵方法。该方法有效避免了传统算法中各子结构单元数目相同且需逻辑对齐的要求,不须人为添加虚段或仅在固定位置添加1个或2个虚段,非常有利于编写通用化程序。算例计算表明了该方法的有效性和准确性。

高速高精度数控车床主轴双转子系统的动力特性计算

首次利用整体传递矩阵法对机床主轴双转子耦合系统的动力特性进行了详细研究。计算结果表明主轴最高转速远远小于系统的一阶临界转速,能够安全、稳定地运转。文中还对双转子的耦合刚度进行了有限元分析计算,为今后同类问题的解决提供了一种切实可行的办法。

基于整体传递矩阵法的导向工具偏心主轴动力学特性

指向式导向工具主轴是进行导向作业的关键部件之一,其动力学特性将直接影响到井眼轨迹控制效果及作业安全,因此非常有必要开展工具主轴偏置状态下的动力学特性的研究。基于整体传递矩阵法,建立了指向式导向工具外壳-轴承-主轴系统动力学模型,推导出了主轴任意节点处的几何和力学方程,分析了空载工况下导向工具整体固有频率和振型,结合实例计算了不同偏心距和不同转速下的导向工具主轴测点偏移量,并利用指向式导向工具的试验台架进行了主轴测点偏移量实验验证。结果表明,实验测得的数据与理论推导的主轴测点偏移量数据非常接近,误差最大仅为6.48%,由此验证了所建力学模型的合理性。

拖拉机发动机整机固有频率特性分析

采用整体传递矩阵法计算某型拖拉机发动机的固有频率特性,计算中考虑发动机机匣的影响,将发动机转化成多转子相互耦合的系统,导出各向同性耦合单元的传递矩阵,并给出了算例。该方法克服了传统子结构传递矩阵法不易编制通用计算软件的缺点,为开发拖拉机发动机整机固有频率特通用软件提供了有效的方法。

螺旋铣孔主轴单元的动态特性分析

螺旋铣孔加工过程中,刀具在自转的基础上公转并保持轴向进给,是适合于航空工业典型难加工材料的先进制孔工艺技术。根据螺旋铣孔的加工原理设计了螺旋铣孔专用主轴单元,其典型特征为三转子、双偏心结构及具有类似于行星轮系的自转公转系统。对修改的整体传递矩阵方法建立该主轴单元的动态模型进行研究,分析了主轴单元的固有频率特性,并通过有限元软件进行了验证。采用灵敏度方法对影响主轴动态特性的设计参数进行了分析。结果显示,轴承跨距、轴承刚度及单元总长度对于主轴单元的动态特性有显著影响。

高速电主轴转子-轴承-外壳系统动力学特性研究

高速深孔磨削加工电主轴采用加长悬臂外壳,其在力作用下的挠性变形对电主轴的转子动力学性能的影响不可忽略,而传统电主轴转子动力学模型均将外壳简化为刚体,不能描述该类复杂结构电主轴的动力学行为。考虑外壳的挠曲变形,基于整体传递矩阵法和成对轴承分析理论,建立了电主轴转子-轴承-外壳系统动力学模型,提出了电主轴整机临界转速、电主轴轴端动态刚度的计算方法。通过算例系统地分析了电主轴外壳抗弯刚度、轴承选型等对电主轴动态特性的影响;研制了高速内圆磨削电主轴试验样机,开展了电主轴轴端动刚度的试验验证。结果表明:建立的电主轴转子-轴承-外壳系统动力学模型计算精度高,可用于深孔磨削加工电主轴的动力学特性分析;电主轴外壳悬臂端是主轴动态薄弱环节,采用非同心圆环的增强外壳能明显提升电主轴的临界转速与动态刚度;选用特轻系列轴承替代轻系列轴承,电主轴的一阶临界转速和轴端静刚度均有所增大。