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新型二维轮轨耦合单元及OpenSees实现 被引量：2
1
作者 古泉 李维泉 +3 位作者 国巍 刘永斗 蒋丽忠 余志武 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期98-105,共8页
基于轮轨竖向非线性接触关系,提出一种新型通用二维轮轨耦合单元模型,并在有限元OpenSees软件平台上实现。所提单元由轮节点和所有可能与之接触的梁单元节点组成,通过建立和求解关于轮轨作用力的一元三次方程,得到轮轨之间的接触力,计... 基于轮轨竖向非线性接触关系,提出一种新型通用二维轮轨耦合单元模型,并在有限元OpenSees软件平台上实现。所提单元由轮节点和所有可能与之接触的梁单元节点组成,通过建立和求解关于轮轨作用力的一元三次方程,得到轮轨之间的接触力,计算由轮轨相互作用产生的耦合单元各节点力,定义为单元内力。通过与文献中计算结果对比,验证了该单元模型的准确性和可靠性,基于此模型分析高速列车通过桥梁时在轨道不平顺激励和地震作用下的动力响应。此耦合单元模型易于集成到有限元计算平台中,能与已有的列车模型、轨道和桥梁等模型联合使用,能够考虑轨道不平顺和轮轨脱离等情况,可用来分析复杂竖向车桥耦合系统的动力问题。 展开更多
关键词 轮轨耦合单元 赫兹力 轨道不平顺 地震作用 OPENSEES
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力学性能对于原子力显微镜接近曲线的影响 被引量：1
2
作者 薄惠丰 胡鸿奎 +5 位作者 王凤鸣 王汝政 赵宏微 魏环 常锦才 张占新 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2014年第4期635-638,642,共5页
该文基于Derjaguin-Muller-Toporov接触模型,研究了振幅调制原子力显微镜(AM-AFM))成像中,3种典型针尖悬臂系统与四类具有不同力学性能的材料样品在针尖样品接近过程中互作用的响应情况。研究表明相位响应与针尖样品相互作用力作用形式... 该文基于Derjaguin-Muller-Toporov接触模型,研究了振幅调制原子力显微镜(AM-AFM))成像中,3种典型针尖悬臂系统与四类具有不同力学性能的材料样品在针尖样品接近过程中互作用的响应情况。研究表明相位响应与针尖样品相互作用力作用形式密切相关。通过针尖的振幅曲线可确定针尖与样品间的互作用力的性质是吸引还是排斥,本研究结果有助于在AM-AFM成像实验中优化基准值设置,以避免对样品的损害。 展开更多
关键词 原子力显微镜 振幅 弹性模量 位相 范德华力 赫兹力
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齿轮-转子-轴承系统弯扭耦合非线性振动特性研究 被引量：3
3
作者 陆春荣 李以农 窦作成 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第A01期24-29,共6页
针对存在不对中因素的花键联轴器齿轮-转子-轴承系统,考虑齿轮啮合力和花键联轴器啮合力的影响,引入轴承非线性赫兹力,建立齿轮-转子-轴承系统动力学模型,推导了弯扭耦合振动的动力学微分方程。通过进行数值仿真求解,结合随轴承非线性... 针对存在不对中因素的花键联轴器齿轮-转子-轴承系统,考虑齿轮啮合力和花键联轴器啮合力的影响,引入轴承非线性赫兹力,建立齿轮-转子-轴承系统动力学模型,推导了弯扭耦合振动的动力学微分方程。通过进行数值仿真求解,结合随轴承非线性参数变化的分岔图等,研究了啮合频率、滚子数目和轴承游隙等参数对系统振动响应特性的影响规律,为齿轮转子耦合系统参数选择、诊断和安全运行提供了理论依据。 展开更多
关键词 振动与波 齿轮-转子 弯扭耦合 非线性赫兹力
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含滚动轴承径向游隙的航空发动机整机振动响应特征分析 被引量：8
4
作者 王海飞 陈果 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期945-959,共15页
针对航空发动机支承系统中各支承处滚动轴承径向游隙对整机振动响应影响的灵敏度问题,建立了含滚动轴承径向游隙的真实发动机转子-支承-机匣整机振动模型,转子与机匣采用有限元模型,支承采用集总质量模型,分别考虑了四个不同支承处的滚... 针对航空发动机支承系统中各支承处滚动轴承径向游隙对整机振动响应影响的灵敏度问题,建立了含滚动轴承径向游隙的真实发动机转子-支承-机匣整机振动模型,转子与机匣采用有限元模型,支承采用集总质量模型,分别考虑了四个不同支承处的滚动轴承径向游隙和赫兹接触力的强非线性,利用数值积分方法求解耦合系统的响应,分析了整机振动响应特征。对整机振动影响较大的支承S2处,分析了不同转速下,转子、滚动轴承外圈、机匣的响应特征;分析了非线性接触力随时间-滚珠数目变化、以及滚动轴承承载变化规律;分析了该支承处径向游隙对接触力的影响。结果表明:(1)转速越高,随着间隙增大,机匣加速度振幅跳跃和滞后现象越明显,且由于滚动轴承的变刚度,当刚度变化较剧烈时,系统的固有频率被激发,即频率锁定现象;(2)在大间隙下,转速在两阶临界转速之间,转子容易出现时而挤压,时而不挤压滚动轴承外圈的现象,即不稳定现象,可以通过减小径向游隙,从而增加转子的稳定性,同时减小整机振动。 展开更多
关键词 径向游隙 整机振动 有限元模型 赫兹接触力 不平衡力
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滚动球轴承局部故障引起滚珠负载振荡性分析
5
作者 刘小峰 顾军 柏林 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期23-31,共9页
为深入剖析滚动球轴承局部故障对轴承整体振动特性的影响,利用Hertz接触理论构建了转子偏心力激励下的球轴承-转子系统动力学数字仿真模型,并结合深沟球轴承外圈、内圈、滚珠的局部故障引起的轴承间隙变化,推演了滚珠与各类故障区域间... 为深入剖析滚动球轴承局部故障对轴承整体振动特性的影响,利用Hertz接触理论构建了转子偏心力激励下的球轴承-转子系统动力学数字仿真模型,并结合深沟球轴承外圈、内圈、滚珠的局部故障引起的轴承间隙变化,推演了滚珠与各类故障区域间的冲击激励响应方程。在此基础上通过分析单点损伤引起的滚珠内部接触负载变化,揭示了单个滚珠接触应力对相邻滚子负载与系统整体振动特性的影响规律。通过分析轴承转动过程中有效承载滚珠个数的变化情况,建立了的滚珠负载占比时间对故障冲击振荡幅值的影响关系。分析结果表明,滚珠与故障区域的接触分离会使其负载发生振荡,且各故障状态下的振荡频率都为系统共振频率;在2个等效承载滚珠上的运转时间占比越大,故障冲击振荡的强度越大;各类型早期故障状态下的Poincaré映射点的保持在相同幅值附近;当局部故障程度增大到一定程度时,系统振动混沌特性增强,振动幅值相应增大。 展开更多
关键词 球轴承-转子系统动力学 局部故障 hertz接触负载 冲击振动
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两自由度赫兹接触碰撞振动系统的动力学研究 被引量：7
6
作者 张晓蓉 谷彦龙 +2 位作者 颉成利 叶建聪 王永亮 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期805-810,共6页
以含间隙非线性赫兹接触力碰撞振动系统动力学模型为研究对象,建立了该模型的Poincaré映射,通过数值模拟,揭示了该系统在低频率、小间隙下存在非完全颤振现象,总结了系统响应从1-1-1周期运动经过Grazing分岔和Saddle-node分岔转迁... 以含间隙非线性赫兹接触力碰撞振动系统动力学模型为研究对象,建立了该模型的Poincaré映射,通过数值模拟,揭示了该系统在低频率、小间隙下存在非完全颤振现象,总结了系统响应从1-1-1周期运动经过Grazing分岔和Saddle-node分岔转迁到非完全颤振1-p-p运动的变化规律,数值结果表明由于初值的影响周期1-p-p运动与1-(p+1)-(p+1)运动间出现了迟滞区域共存现象。在一定的频率下基本周期1-p-p运动与1-(p+1)-(p+1)运动之间存在擦边、逆倍化分岔、混沌等运动形式,文章得出高频下对称周期运动转迁到非对称的周期运动的变化规律。 展开更多
关键词 非完全颤振 非线性赫兹接触力 分岔 混沌
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汽轮机自带冠叶片接触碰撞系统的谐波平衡解 被引量：2
7
作者 王立刚 谭畅 陈涛 《汽轮机技术》 北大核心 2013年第4期247-250,共4页
针对汽轮机自带冠叶片的接触减振机理问题,考虑惯性力和气流激振力对叶片振动的影响,采用Hertz接触力模型和悬臂梁振动理论建立了自带冠叶片接触碰撞的动力学模型。利用Galerkin模态截断方法,截取系统第一阶模态,实现对悬臂梁系统的降... 针对汽轮机自带冠叶片的接触减振机理问题,考虑惯性力和气流激振力对叶片振动的影响,采用Hertz接触力模型和悬臂梁振动理论建立了自带冠叶片接触碰撞的动力学模型。利用Galerkin模态截断方法,截取系统第一阶模态,实现对悬臂梁系统的降维处理。对降维后的系统,采用谐波平衡法分别获得了系统在有阻尼和无阻尼情况下的解析解。所得结果为自带冠叶片接触碰撞问题的进一步研究提供了理论依据。 展开更多
关键词 自带冠叶片 谐波平衡法 hertz接触力 Galerkin模态截断
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基于Hertz接触理论的带冠叶片碰撞振动数值仿真研究
8
作者 董福王 王立刚 《汽轮机技术》 北大核心 2017年第4期241-244,共4页
针对谐波激励载荷下的旋转自带冠叶片,采用Hertz接触理论描述叶片的冠间碰撞行为,建立了叶片接触碰撞状态下的非线性动力学模型,利用Galerkin模态截断获得了n阶运动微分方程。利用接缝分析算法为基础编制的计算程序,对自带冠叶片的接触... 针对谐波激励载荷下的旋转自带冠叶片,采用Hertz接触理论描述叶片的冠间碰撞行为,建立了叶片接触碰撞状态下的非线性动力学模型,利用Galerkin模态截断获得了n阶运动微分方程。利用接缝分析算法为基础编制的计算程序,对自带冠叶片的接触碰撞进行了数值仿真。利用poincare映射等方法分析了叶片振动中蕴含的倍周期、概周期和混沌等非线性特性。 展开更多
关键词 自带冠叶片 hertz接触力 接缝法 混沌
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基于谐波平衡法的自带冠成组叶片接触碰撞系统稳态解
9
作者 王立刚 李菁菁 +1 位作者 蒋爱华 井红岩 《汽轮机技术》 北大核心 2014年第4期246-248,320,共4页
针对自带冠叶片组成的成组叶片,采用Hertz接触理论和悬臂梁连续模型建立了成组叶片接触碰撞状态下的非线性动力学模型,并考虑了气流激振力和叶片的惯性力对成组叶片振动的影响。利用Galerkin模态截断方法对该系统进行降维处理,用谐波平... 针对自带冠叶片组成的成组叶片,采用Hertz接触理论和悬臂梁连续模型建立了成组叶片接触碰撞状态下的非线性动力学模型,并考虑了气流激振力和叶片的惯性力对成组叶片振动的影响。利用Galerkin模态截断方法对该系统进行降维处理,用谐波平衡法计算了当各叶片取第1阶模态后降维系统的解析解。 展开更多
关键词 自带冠成组叶片 谐波平衡法 Galerkin模态截断hertz接触力
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含立方刚度滚动轴承转子系统非线性特性分析
10
作者 郭威 南国防 +1 位作者 姚莉 钱万利 《农业装备与车辆工程》 2020年第2期6-10,共5页
建立了滚动轴承-转子系统非线性动力学模型,考虑了不平衡激励、轴承间隙、非线性赫兹接触力、变柔度(VC-VaryingCompliance)振动和转轴材料物理非线性的综合效应,以含立方非线性项的表达式来表征这种转轴材料的物理非线性刚度。运用Rang... 建立了滚动轴承-转子系统非线性动力学模型,考虑了不平衡激励、轴承间隙、非线性赫兹接触力、变柔度(VC-VaryingCompliance)振动和转轴材料物理非线性的综合效应,以含立方非线性项的表达式来表征这种转轴材料的物理非线性刚度。运用Range-Kutta数值积分方法计算系统的不平衡振动响应,得到了转轴非线性刚度、轴承间隙和转子转速对系统动力学行为的影响规律。 展开更多
关键词 滚动轴承 变柔度 赫兹接触力 立方刚度 不平衡响应
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