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深沟球轴承运转过程动态特性有限元分析 被引量:71
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作者 林腾蛟 荣崎 +1 位作者 李润方 邵毅敏 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第1期118-122,共5页
综合考虑轴承径向载荷及转速的影响,应用ANSYS/LS-DYNA软件建立了深沟球轴承多体动力接触有限元模型;以显式动力学有限元法为基础,采用全积分单元算法控制沙漏,设置质量缩放系数缩减计算时间,对内圈施加不同转速时的深沟球轴承进行动力... 综合考虑轴承径向载荷及转速的影响,应用ANSYS/LS-DYNA软件建立了深沟球轴承多体动力接触有限元模型;以显式动力学有限元法为基础,采用全积分单元算法控制沙漏,设置质量缩放系数缩减计算时间,对内圈施加不同转速时的深沟球轴承进行动力接触分析,得出了深沟球轴承运转过程的动态响应及滚动体的应力分布。滚动体的最大和最小线速度分别出现在与内、外圈接触点上,各转速下滚动体与内圈接触的应力基本相同,滚动体与外圈接触的应力随转速增高而相应增大,滚动体与外圈间接触力的波动大于内圈,而滚动体与保持架间的作用力较小。研究表明,AN-SYS/LS-DYNA是分析轴承运转过程动力接触问题十分有效的工具。 展开更多
关键词 球轴承 动力接触 显式算法 有限元分析
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滚动轴承转子系统的非线性动力学特性分析 被引量:37
2
作者 袁茹 赵凌燕 王三民 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第10期1175-1177,1233,共4页
接触非线性和间隙非线性耦合导致滚动轴承 转子系统表现出复杂的动力学特性 ,在工作转速范围内系统会产生分岔混沌振动 ,从而影响系统工作的稳定性和可靠性 ;在计及轴承接触非线性和径向间隙的条件下 ,建立了滚动轴承支承的水平刚性转... 接触非线性和间隙非线性耦合导致滚动轴承 转子系统表现出复杂的动力学特性 ,在工作转速范围内系统会产生分岔混沌振动 ,从而影响系统工作的稳定性和可靠性 ;在计及轴承接触非线性和径向间隙的条件下 ,建立了滚动轴承支承的水平刚性转子系统的非线性动力学模型 ,用数值积分方法得到系统在不同参数域中的相图、轴心轨迹、频谱图及Poincar啨映射图 ,研究了系统响应随转子转速的变化趋势。结果表明 :轴承的径向间隙是决定轴承 转子系统动态响应的一个重要参数。随着间隙的增大 ,混沌响应区变宽 ,轴承的动态刚度减小 ,故在设计滚动轴承 转子系统时 ,应对径向间隙进行优选。 展开更多
关键词 滚动轴承 转子系统 非线性动力学 混沌 分岔
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航空发动机高速滚珠轴承力学特性分析与研究 被引量:41
3
作者 唐云冰 高德平 罗贵火 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期354-360,共7页
滚动轴承是航空发动机转子系统广泛使用的一种支承,其结构和力学特性对转子系统的动力特性有重要的影响,尤其是高速下更为显著。研究高速滚动轴承的力学特性具有十分重要的意义。本文利用拟动力学法,同时考虑径向负荷、轴向负荷、自身... 滚动轴承是航空发动机转子系统广泛使用的一种支承,其结构和力学特性对转子系统的动力特性有重要的影响,尤其是高速下更为显著。研究高速滚动轴承的力学特性具有十分重要的意义。本文利用拟动力学法,同时考虑径向负荷、轴向负荷、自身离心力以及陀螺力矩作用的影响,建立了高速滚珠轴承载荷分布的分析模型。研究了不同结构参数和载荷参数对滚珠轴承力学特性的影响,得到了滚珠轴承接触角、变形以及接触刚度的变化规律。最后,通过实验进行了验证。 展开更多
关键词 航空 航天推进系统 滚珠轴承 接触角 陶瓷轴承 变形 刚度
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基于小波包变换的滚动轴承故障诊断 被引量:41
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作者 王冬云 张文志 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期295-298,共4页
针对故障轴承振动信号能量集中与调制的特点,提出了一种基于小波包能量法与Hilbert变换的滚动轴承故障诊断方法。使用小波包变换对振动信号进行分解、重构及能量计算,并应用Hilbert变换对能量集中频段的重构信号进行解调和频谱分析,提... 针对故障轴承振动信号能量集中与调制的特点,提出了一种基于小波包能量法与Hilbert变换的滚动轴承故障诊断方法。使用小波包变换对振动信号进行分解、重构及能量计算,并应用Hilbert变换对能量集中频段的重构信号进行解调和频谱分析,提取故障特征频率。同时针对诊断过程中故障特征参数依靠人工计算的问题,提出故障特征参数自动提取方法。实际的滚动轴承实验数据的处理和分析结果表明,该诊断方法能够准确、快速地识别滚动轴承表面损伤的故障模式。 展开更多
关键词 滚动轴承 小波包变换 HILBERT变换 故障诊断
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航空发动机高速球轴承动态特性分析 被引量:39
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作者 王黎钦 崔立 +1 位作者 郑德志 古乐 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1461-1467,共7页
高速滚动轴承的动态特性对航空发动机转子系统的性能有重要的影响,为尽可能真实模拟轴承实际运转情况,建立轴承零件相互作用模型得到各零件之间力和力矩,使用较精确的弹流模型计算拖动力,采用拟动力学法建立任意受载的球轴承动力学分析... 高速滚动轴承的动态特性对航空发动机转子系统的性能有重要的影响,为尽可能真实模拟轴承实际运转情况,建立轴承零件相互作用模型得到各零件之间力和力矩,使用较精确的弹流模型计算拖动力,采用拟动力学法建立任意受载的球轴承动力学分析模型,提出了工程中非线性方程组的高效解法。编制调试了计算程序READ(Rolling Element bearing Advanced Dynamics tool),以276927NK1W1(H)航空轴承为算例分析了工况参数和结构参数对滚动轴承动态特性的影响规律,最后通过Gupta的动力学程序算例验证了程序的准确性。轴承动态特性的研究为研究航空发动机转子-轴承集成系统动态性能分析奠定了基础。 展开更多
关键词 球轴承 动态特性 拟动力学 非线性方程组 联合载荷
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基于Hilbert变换的包络分析及其在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量:27
6
作者 马波 魏强 +1 位作者 徐春林 江志农 《北京化工大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2004年第6期95-97,共3页
讨论了Hilbert变换的基本原理 ,以及基于Hilbert变换的包络解调方法在轴承故障诊断中的应用。实践表明 :对于具有调制现象的滚动轴承故障诊断 ,基于Hilbert变换的包络解调方法 ,具有明显的诊断意义 ,是一种可靠的诊断方法。
关键词 Hilben变换 包络 滚动轴承 故障诊断
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航空发动机转子-滚动轴承-支承-机匣耦合系统的碰摩故障分析与验证 被引量:31
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作者 陈果 李成刚 王德友 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1304-1311,共8页
针对实际的航空发动机转子系统,建立了含碰摩故障的转子-滚动轴承-支承-机匣耦合动力学模型.在模型中,考虑了机匣运动,弹性支承、挤压油膜阻尼,充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的变... 针对实际的航空发动机转子系统,建立了含碰摩故障的转子-滚动轴承-支承-机匣耦合动力学模型.在模型中,考虑了机匣运动,弹性支承、挤压油膜阻尼,充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的变柔性(Varying compliance VC)振动.运用数值积分方法获取了系统响应,并建立带机匣的航空发动机转子实验器进行碰摩故障实验,仿真结果与实验结果比较分析表明了模型的有效性. 展开更多
关键词 航空发动机 转子 滚动轴承 弹性支承 机匣 碰摩
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航空发动机滚动轴承的载荷分布研究 被引量:31
8
作者 唐云冰 高德平 罗贵火 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1117-1121,共5页
滚动轴承载荷分布的研究大多应用基于Hertz接触理论的拟动力学法进行。由于Hertz接触理论半无限空间的边界条件,以及分析时采用刚性套圈假设,拟动力学法的计算结果与实际情况有较大出入。近年来随着有限元、边界元等数值计算方法的发展... 滚动轴承载荷分布的研究大多应用基于Hertz接触理论的拟动力学法进行。由于Hertz接触理论半无限空间的边界条件,以及分析时采用刚性套圈假设,拟动力学法的计算结果与实际情况有较大出入。近年来随着有限元、边界元等数值计算方法的发展,使考虑套圈变形和边界条件影响的滚动轴承载荷分布的研究成为可能。建立滚动轴承载荷分布的有限元分析模型,分析载荷参数对轴承接触应力、接触角和变形的影响规律,并将有限元法的计算结果与拟动力学法及实验结果进行分析比较。研究表明:由于有限元法考虑套圈变形以及边界条件的影响,与实验结果更为接近。 展开更多
关键词 滚珠轴承 载荷分布 有限元法 接触应力 接触角
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滚动轴承局部损伤故障动力学建模及仿真 被引量:31
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作者 关贞珍 郑海起 +1 位作者 王彦刚 杨杰 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期950-955,1036,共6页
针对实际齿轮箱轴承系统,建立了转子-故障滚动轴承-轴承座系统非线性振动模型,在模型中充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性接触力及变柔度VC振动。在此基础上,进一步建立了轴承外圈、内圈、滚动体局部损伤故障非线性动力学模型,并... 针对实际齿轮箱轴承系统,建立了转子-故障滚动轴承-轴承座系统非线性振动模型,在模型中充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性接触力及变柔度VC振动。在此基础上,进一步建立了轴承外圈、内圈、滚动体局部损伤故障非线性动力学模型,并运用数值积分的方法进行了动力学仿真与分析。仿真分析结果验证了滚动轴承存在局部故障时的动力学特性,表明轴承局部损伤故障动力学模型的正确性。 展开更多
关键词 滚动轴承 故障模型 动力学特性 仿真
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滚动轴承支承下的不平衡转子系统非线性动力响应分析 被引量:29
10
作者 陈果 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第23期2773-2778,共6页
建立了滚动轴承支承下的转子系统非线性动力学模型。在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承的间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(va-rying compliance)振动,在转子系统中考虑了由于转子... 建立了滚动轴承支承下的转子系统非线性动力学模型。在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承的间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(va-rying compliance)振动,在转子系统中考虑了由于转子质量偏心而产生的不平衡力。运用数值积分方法获取了系统的非线性动力响应,分析了转子旋转速度、滚动轴承间隙对系统动力响应的影响,并运用分叉图、相平面图、频谱图及Poincaré映射进行了系统分叉与混沌特征分析,发现了通往混沌的倍周期分叉、拟周期环面破裂和阵发性分叉途径。 展开更多
关键词 转子动力学 滚动轴承 混沌 分叉
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基于EMD的滚动轴承故障特征提取方法 被引量:29
11
作者 夏均忠 苏涛 +2 位作者 马宗坡 冷永刚 白云川 《噪声与振动控制》 CSCD 2013年第2期123-127,共5页
故障特征提取是滚动轴承故障诊断的关键环节。首先系统研究经验模式分解方法;然后介绍在经验模式分解基础上提出的几种方法,包括:希尔伯特-黄变换,局域均值分解以及集合经验模态分解。分析各种方法的基本原理、应用和特点。EMD与多种故... 故障特征提取是滚动轴承故障诊断的关键环节。首先系统研究经验模式分解方法;然后介绍在经验模式分解基础上提出的几种方法,包括:希尔伯特-黄变换,局域均值分解以及集合经验模态分解。分析各种方法的基本原理、应用和特点。EMD与多种故障特征提取方法相结合是轴承故障特征提取的研究方向。 展开更多
关键词 振动与波 滚动轴承 故障特征提取 经验模式分解 希尔伯特―黄变换 局域均值分解 集合经验模态分解
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含滚动轴承的同向和反向旋转双转子系统动力学响应 被引量:26
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作者 罗贵火 周海仑 +1 位作者 王飞 杨喜关 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1887-1894,共8页
以双转子航空发动机为研究对象,建立了航空发动机双转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型.模型中考虑了低压转子与高压转子的中介轴承耦合作用,滚动轴承模型中考虑了滚动轴承间隙、非线性赫兹接触力以及变柔性VC(varying compliance)振动... 以双转子航空发动机为研究对象,建立了航空发动机双转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型.模型中考虑了低压转子与高压转子的中介轴承耦合作用,滚动轴承模型中考虑了滚动轴承间隙、非线性赫兹接触力以及变柔性VC(varying compliance)振动等因素.利用仿真模型,进行了同向和反向旋转双转子系统的拍振响应分析,结果表明当高低压转子的转速差较小时,双转子系统的拍振响应明显.同时研究了同转和反转双转子系统轴心轨迹响应的差异,研究表明反向旋转双转子系统的轴心轨迹会形成"花瓣"状.最后,利用双转子试验器验证了仿真结果的正确性,进一步验证本文所建模型的正确性. 展开更多
关键词 转子动力学 双转子 反向旋转 滚动轴承 拍振
原文传递
低速球轴承摩擦力矩的分析研究 被引量:19
13
作者 朱江红 《导弹与航天运载技术》 2000年第6期20-25,共6页
球轴承是平台框架上的重要支承部件 ,其性能直接影响到平台系统的精度、可靠性及工作稳定性。对低速球轴承的摩擦力矩的机理进行分析和实验 ,探讨了影响启动摩擦力矩的三大因素 ,提出了减小摩擦力矩的措施 ,要更好地改善球轴承的性能 ,... 球轴承是平台框架上的重要支承部件 ,其性能直接影响到平台系统的精度、可靠性及工作稳定性。对低速球轴承的摩擦力矩的机理进行分析和实验 ,探讨了影响启动摩擦力矩的三大因素 ,提出了减小摩擦力矩的措施 ,要更好地改善球轴承的性能 ,应选用高精度的多孔性材料的保持架 。 展开更多
关键词 陀螺平台 球轴承 稳定性 陀螺稳定平台 摩擦力矩
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国内静压气体润滑技术研究进展 被引量:24
14
作者 冯慧成 侯予 +1 位作者 陈汝刚 赵红利 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期108-113,107,共7页
简述静压气体润滑轴承的发展,介绍国内静压气体球轴承,小孔节流、表面节流与多孔质节流静压气体轴承以及静压气体润滑数值模拟与实验研究的进展,展望未来国内静压气体轴承的发展趋势。介绍通过"比例分割算法"、遗传算法、相... 简述静压气体润滑轴承的发展,介绍国内静压气体球轴承,小孔节流、表面节流与多孔质节流静压气体轴承以及静压气体润滑数值模拟与实验研究的进展,展望未来国内静压气体轴承的发展趋势。介绍通过"比例分割算法"、遗传算法、相似准则等研究各型球轴承所得到的结构参数取值范围与优化设计方法等方面的研究成果和小孔节流轴承新的迭代算法与收敛判据及理论与数值计算结论与性能分析的实验数据,以及结构参数对表面节流轴承性能影响的研究成果与两种新型表面节流轴承和材料参数与结构形式对多孔质轴承性能的影响。针对静压气体轴承超声速现象和激波存在性问题,介绍轴承超声速场适用的SSTk-ω湍流模式的N-S润滑方程和在此基础上获得的数值计算与理论分析结论及试验验证所取得的研究进展,并探讨静压气体轴承入口处压力突降的现象。 展开更多
关键词 静压气体润滑 球轴承 小孔节流 表面节流 多孔质
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机床主轴-滚动轴承系统非线性动力学分析 被引量:23
15
作者 张伟刚 高尚晗 +1 位作者 龙新华 孟光 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第9期72-75,共4页
通过对机床主轴-滚动轴承系统的研究,建立了一个基于Hertz接触力模型的6自由度系统动力学微分方程,初步探讨在非平衡力作用下,具有负游隙的机床主轴-滚动轴承系统的非线性动态特性和稳定性。结果表明,由于游隙和变刚度的影响,随控制参... 通过对机床主轴-滚动轴承系统的研究,建立了一个基于Hertz接触力模型的6自由度系统动力学微分方程,初步探讨在非平衡力作用下,具有负游隙的机床主轴-滚动轴承系统的非线性动态特性和稳定性。结果表明,由于游隙和变刚度的影响,随控制参数频数比的变化,系统将出现失稳和复杂的非线性现象;通过对比正、负游隙下的系统响应,可得到负游隙有助于提高机床主轴-滚动轴承系统稳定性的结论,该结论与其他学者[10]实验所证明的轴承预紧有助于提高主轴-轴承系统的固有频率,进而提高系统稳定性的结论相吻合。 展开更多
关键词 滚动轴承 非线性动力学 游隙 稳定性
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球轴承摩擦力矩的研究现状与发展 被引量:24
16
作者 郑传统 徐绍仁 +2 位作者 杨德卿 梁波 高银涛 《轴承》 北大核心 2009年第8期52-56,共5页
从球轴承摩擦力矩的理论研究与试验研究两个方面综述了球轴承摩擦力矩的国内、外研究现状及取得的成果,详细介绍了球轴承摩擦力矩理论计算发展过程,以及轴承工作表面质量、润滑剂、工况和轴承结构参数对轴承摩擦力矩大小和波动性的影响... 从球轴承摩擦力矩的理论研究与试验研究两个方面综述了球轴承摩擦力矩的国内、外研究现状及取得的成果,详细介绍了球轴承摩擦力矩理论计算发展过程,以及轴承工作表面质量、润滑剂、工况和轴承结构参数对轴承摩擦力矩大小和波动性的影响。并针对目前球轴承摩擦力矩研究存在的问题,提出了未来球轴承摩擦力矩研究方向。 展开更多
关键词 球轴承 摩擦力矩 研究 现状 发展方向
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具有不平衡-碰摩耦合故障的转子-滚动轴承系统非线性动力学研究 被引量:24
17
作者 陈果 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第4期43-48,共6页
建立了滚动轴承支承下的转子系统的不平衡-碰摩耦合故障动力学模型。在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(Varying com-pliance)振动,在转子系统中... 建立了滚动轴承支承下的转子系统的不平衡-碰摩耦合故障动力学模型。在滚动轴承模型中,充分考虑了滚动轴承间隙、滚动轴承的滚珠与滚道的非线性赫兹接触力以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(Varying com-pliance)振动,在转子系统中,考虑了不平衡和转静碰摩耦合故障。运用数值积分方法获取了系统的非线性动力响应,分析了转子旋转速度、滚动轴承间隙、碰摩刚度、转子偏心量对系统动力响应的影响,研究了系统分叉与混沌特征分析,发现了通往混沌的倍周期分叉和阵发性分叉途径。 展开更多
关键词 转子动力学 滚动轴承 不平衡 碰摩 混沌 分叉
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径向滚珠轴承在工程分析中简化方法的研究 被引量:14
18
作者 王俊 卢锷 王家骐 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 1999年第2期110-115,共6页
结构分析中,尤其是有限元法计算过程中,对轴承的模拟是一个比较难以实现的问题。由于轴承的受力情况比较复杂,导致了轴承内外圈的边界条件及轴承滚珠的受力情况难以正确的确定。现有的大型有限元分析软件对轴承的描述也是比较困难的... 结构分析中,尤其是有限元法计算过程中,对轴承的模拟是一个比较难以实现的问题。由于轴承的受力情况比较复杂,导致了轴承内外圈的边界条件及轴承滚珠的受力情况难以正确的确定。现有的大型有限元分析软件对轴承的描述也是比较困难的。本文通过对轴承进行受力分析,利用Ansys有限元分析软件对轴承进行模拟,将几种简化方法进行比较,得到了较为正确的结果。 展开更多
关键词 滚动轴承 有限元 工程分析 模拟 结构分析
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转子-滚动轴承-机匣耦合系统的不平衡-碰摩耦合故障非线性动力学响应分析 被引量:20
19
作者 陈果 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1771-1778,共8页
建立了含转子不平衡-碰摩耦合故障的转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型.在模型中,充分考虑了转子系统的不平衡和碰摩故障的耦合.对滚动轴承模型,充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性赫兹接触以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(V... 建立了含转子不平衡-碰摩耦合故障的转子-滚动轴承-机匣耦合动力学模型.在模型中,充分考虑了转子系统的不平衡和碰摩故障的耦合.对滚动轴承模型,充分考虑了轴承间隙、滚珠与滚道的非线性赫兹接触以及由滚动轴承支撑刚度变化而产生的VC(Varying compliance)振动.运用数值积分方法获取了系统响应,研究了系统的分叉与混沌运动,分析了旋转速度、碰摩刚度、转子偏心量,轴承座-机匣刚度以及机匣-基础刚度对系统响应的影响,得到了在转子不平衡和碰摩故障耦合下的转子-滚动轴承-机匣耦合系统动力响应规律. 展开更多
关键词 航空、航天推进系统 转子 滚动轴承 机匣 不平衡 碰摩 故障耦合
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投球滑套分段压裂用可分解压裂球 被引量:24
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作者 裴晓含 魏松波 +4 位作者 石白茹 沈泽俊 王新忠 童征 付涛 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期738-741,共4页
研制了适用于多级投球滑套分段压裂的可分解压裂球,分析了可分解压裂球材料的分解特性及力学性能,并对可分解压裂球进行了地面承压试验及现场应用。可分解材料是1种镁合金,密度在1.8-2.0g/cm^3。实验研究表明:可分解材料在氯化钾溶液... 研制了适用于多级投球滑套分段压裂的可分解压裂球,分析了可分解压裂球材料的分解特性及力学性能,并对可分解压裂球进行了地面承压试验及现场应用。可分解材料是1种镁合金,密度在1.8-2.0g/cm^3。实验研究表明:可分解材料在氯化钾溶液中可自行分解,分解速率随温度升高而加快,但在胍胶压裂液中分解缓慢;可分解材料抗压强度达到360MPa,变形量达到约20%时发生断裂,断口具有韧脆混合断裂特征。地面承压试验结果表明:压裂球在80℃下能够承压70MPa,保压4h效果良好,且压裂球与球座间密封性能良好。现场应用结果表明:可分解压裂球在压裂过程中性能良好,压裂完成后可自行分解,避免了因返排压裂球产生的作业风险,节省了作业成本和时间。 展开更多
关键词 可分解材料 压裂球 分解速率 抗压强度 承压性能 分段压裂
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