大展弦比板弯扭耦合受迫振动分析

1

作者 王卓 毛晓晔 +1 位作者 丁虎 陈立群 《动力学与控制学报》 2024年第1期27-36,共10页

对于工程广泛存在的大展弦比结构,首次研究了大展弦比板弯扭耦合受迫振动响应.考虑弦向相对弯曲刚度远大于展向弯曲刚度,将弦向截面等效为刚体,考虑其绕展向轴线的扭转,应用Hamilton原理分别计算大展弦比板的势能与动能,建立两端简支的... 对于工程广泛存在的大展弦比结构,首次研究了大展弦比板弯扭耦合受迫振动响应.考虑弦向相对弯曲刚度远大于展向弯曲刚度,将弦向截面等效为刚体,考虑其绕展向轴线的扭转,应用Hamilton原理分别计算大展弦比板的势能与动能,建立两端简支的大展弦比板弯扭耦合受迫振动的动力学控制方程.将动力学控制方程进行Galerkin截断后,通过谐波平衡法和微分求积法/微分求积单元法,计算得到了大展弦比模型弯扭耦合受迫振动稳态响应的解析解及数值解,同时验证了解的截断收敛性及谐波收敛性.最后研究了外激励幅值对结构受迫振动响应的影响.结果将为工程中广泛存在的大展弦比结构设计提供指导. 展开更多

关键词 大展弦比板 弯扭耦合振动 受迫振动 谐波平衡法

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一种考虑径向-轴向碰摩的双盘转子-机匣系统力学模型的建立 被引量：13

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作者 徐可君 秦海勤 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2007年第8期17-21,共5页

建立一个新型径向-轴向复合碰摩转子-机匣系统力学模型,基于轴向碰摩由盘的偏转导致的假设,考虑到振动过程中转轴的挠曲线是一空间曲线,依据偏转角微小角度矢量合成原则,求解出偏转角的振动位移表达式,并以此为基础详细推导了双盘转、... 建立一个新型径向-轴向复合碰摩转子-机匣系统力学模型,基于轴向碰摩由盘的偏转导致的假设,考虑到振动过程中转轴的挠曲线是一空间曲线,依据偏转角微小角度矢量合成原则,求解出偏转角的振动位移表达式,并以此为基础详细推导了双盘转、静子碰摩点的分布及运动微分方程。本模型既能同时描述转、静子的弯曲振动和扭转振动,又能描述转、静子间的轴向碰摩和径向碰摩,且轴向碰摩和径向碰摩既可以独立发生,亦可共同发生。所建立的力学模型为数值仿真分析,及进一步的研究径向-轴向复合碰摩系统的弯扭耦合非线性振动特性奠定了基础。 展开更多

关键词 振动 碰摩 碰摩点分布 弯扭耦合振动 转子-机匣

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齿轮轴系弯扭耦合振动特性 被引量：9

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作者 宋雪萍 于涛 +1 位作者 李国平 闻邦椿 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期990-993,共4页

以某大型压缩机转子系统为研究对象,计及机组和支承的弹性变形和齿轮的时变啮合刚度,结合转子动力学,建立了齿轮转子系统的有限元模型,综合分析了齿轮转子系统的弯扭耦合振动特性.探讨了膜片联轴器、啮合刚度以及支承刚度、支承阻尼对... 以某大型压缩机转子系统为研究对象,计及机组和支承的弹性变形和齿轮的时变啮合刚度,结合转子动力学,建立了齿轮转子系统的有限元模型,综合分析了齿轮转子系统的弯扭耦合振动特性.探讨了膜片联轴器、啮合刚度以及支承刚度、支承阻尼对齿轮转子系统固有频率和稳定性的影响.结果表明,啮合刚度对系统临界转速的影响不大,而对系统处于高阶模态时的稳定性影响较显著;膜片联轴器的中间轴段质量、膜片数目、膜片厚度等以及支撑的刚度、阻尼对系统的临界转速和稳定性都有一定的影响. 展开更多

关键词 齿轮 有限元 弯扭振动 啮合刚度

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裂纹转子弯扭耦合振动的理论研究 被引量：6

4

作者 杨正茂 肖锡武 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期1-3,共3页

以水平放置Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的非线性运动微分方程 ,并用数值方法分析了该转子系统的动力响应 .结果表明 :弯扭耦合振动是通过不平衡量来实现的 ,不平衡偏心较大时 ,扭转对弯曲振动的影响主要体现在高转... 以水平放置Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的非线性运动微分方程 ,并用数值方法分析了该转子系统的动力响应 .结果表明 :弯扭耦合振动是通过不平衡量来实现的 ,不平衡偏心较大时 ,扭转对弯曲振动的影响主要体现在高转速部分 ,且随裂纹深度的增加 ,受影响的转速下限降低 .当裂纹较深、转速较高时 ,扭转对弯曲振动有明显的影响 ,使频谱图和轴心轨迹都发生较大的变化 ,且对转速的变化极为敏感 . 展开更多

关键词 裂纹 转子 弯扭耦合振动 非线性 故障诊断 汽轮发电机组

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转子弯扭耦合振动共振特征分析 被引量：6

5

作者 关卓怀 蔡敢为 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第1期5-9,25,共6页

转子存在偏心距时,弯曲振动和扭转振动之间会相互作用产生弯扭耦合振动。目前对弯扭耦合振动的研究主要集中于其非线性特征,针对共振振幅大小和共振影响因素等共振特征的研究却比较少见。在实际的结构设计工作中,有时要利用耦合共振获... 转子存在偏心距时,弯曲振动和扭转振动之间会相互作用产生弯扭耦合振动。目前对弯扭耦合振动的研究主要集中于其非线性特征,针对共振振幅大小和共振影响因素等共振特征的研究却比较少见。在实际的结构设计工作中,有时要利用耦合共振获取更大的振幅和振动能量。所以有必要从共振特征入手,对转子的弯扭耦合振动开展进一步的研究。首先建立偏心转子的弯扭耦合振动模型,使用小参数法对振动方程求解。其次分析扭转振动、弯扭振动产生耦合共振的条件,详细比较各振型共振振幅的大小和各参数对共振振幅的影响。然后以具体的算例,对各参数对弯扭耦合共振振幅大小的影响进行数值模拟,计算各阶共振振幅的大小,给出具有最大共振振幅时的参数条件,验证理论分析,为弯扭耦合振动的研究工作提供思路和依据。 展开更多

关键词 振动与波 转子 弯扭耦合振动 耦合共振 振幅

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偏心量对轴向碰摩系统弯扭耦合非线性振动特性影响的分析 被引量：4

6

作者 徐可君 秦海勤 《应用力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期577-582,共6页

对偏心量改变导致的轴向碰摩系统的弯扭耦合非线性振动特性的变化进行了初步研究。建立了转静子耦合系统计算模型,利用数值积分和Poincare映射方法,对转子系统由于轴向碰摩故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,给出了系统响... 对偏心量改变导致的轴向碰摩系统的弯扭耦合非线性振动特性的变化进行了初步研究。建立了转静子耦合系统计算模型,利用数值积分和Poincare映射方法,对转子系统由于轴向碰摩故障导致的非线性动力学行为进行了数值仿真研究,给出了系统响应随偏心量变化的分岔图和一些典型的Poincare截面图、相轨图、轴心轨迹、幅值谱图和时域响应等。研究结果表明:偏心量是激起碰摩的一个主要因素,且系统响应对偏心量的变化比较敏感,随偏心量的增加,系统的响应将呈复杂化;碰摩发生后,振动响应的主要成分为1/3、1/2、2/3和1倍频,但各成分的存在与否与偏心量大小有关,有时会导致高阶频率成分的出现;碰摩发生后时域波形和轴心轨迹有明显的改变;分岔图是判别系统是否碰摩的有效工具;转、静子的扭转振动响应,对碰摩的发生和消失表现得更为明晰和精确,且其特征也不同于已知的其它故障类别,尤其是静子机匣,故应用扭转振动特性来监测和诊断碰摩故障是可取的;依据单一的振动谱图分析系统的特征较为困难,甚至有可能误判,因此应结合几种谱图综合判断。 展开更多

关键词 航空发动机 转静子系统 轴向碰摩 弯扭耦合 振动特性

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开裂纹转子的动力分析 被引量：2

7

作者 杨正茂 肖锡武 《汽轮机技术》 北大核心 2002年第3期165-168,共4页

以水平放置Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的非线性运动微分方程 ,并用数值方法分析了纯弯曲振动与弯扭耦合振动情况下的转子的动力响应。结果表明 :弯扭耦合振动是通过不平衡量来实现的 ,当不平衡偏心很小时可以不考... 以水平放置Jeffcott裂纹转子为研究对象 ,建立了弯扭耦合振动的非线性运动微分方程 ,并用数值方法分析了纯弯曲振动与弯扭耦合振动情况下的转子的动力响应。结果表明 :弯扭耦合振动是通过不平衡量来实现的 ,当不平衡偏心很小时可以不考虑扭转振动的影响。当不平衡偏心较大时 ,扭转对弯曲振动的影响主要体现在高转速部分 ,且随裂纹深度的增加 ,影响的转速下限就会越低 ,所以当裂纹较浅、转速较慢时可不考虑扭转的影响 ,但当裂纹较深、转速较快时 ,扭转对弯曲振动有明显的影响 ,使频谱图和轴心轨迹都发生较大的变化 ,且对转速的变化极为敏感。 展开更多

关键词 开裂纹 转子 动力分析 弯扭耦合振动 非线性 故障诊断 旋转机械 汽轮发电机

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基于弯扭轴综合振动混合模型的汽车传动系复模态分析及仿真研究 被引量：4

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作者 栾文博 吴光强 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第22期73-81,共9页

基于系统动力学与结构动力学相结合的建模思想,介绍汽车传动系扭转、弯曲、轴向综合振动混合模型的建模特点,并从轴类部件的结构动力学建模、斜齿轮副、轴承和轴系附属质量(惯量)的系统动力学建模和基于坐标变换的部件间联接三个方面,... 基于系统动力学与结构动力学相结合的建模思想,介绍汽车传动系扭转、弯曲、轴向综合振动混合模型的建模特点,并从轴类部件的结构动力学建模、斜齿轮副、轴承和轴系附属质量(惯量)的系统动力学建模和基于坐标变换的部件间联接三个方面,对汽车传动系扭转、弯曲、轴向综合振动混合模型的建模方法进行探讨,在该模型的基础上对传动系进行复模态分析,发现混合模型计算的前4阶模态的主要振动形式为扭振,且与系统动力学分支扭振模型计算的前4阶结果相差不大,从第5阶模态之后都是两种或三种振动形式的耦合;以起步颤振为对象进行仿真研究,发现传动系混合模型的仿真结果较分支扭振模型在颤振程度上稍有增强且特征频率近似相等,说明弯曲和轴向振动对起步颤振现象影响不大。 展开更多

关键词 汽车传动系 弯扭轴综合振动 混合模型 复模态分析 起步颤振

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不平衡转子系统弯扭耦合复杂故障智能诊断 被引量：1

9

作者 李舜酩 陆建涛 +1 位作者 沈涛 李香莲 《重庆理工大学学报（自然科学）》 北大核心 2023年第7期101-109,共9页

弯曲振动与扭转振动耦合在旋转机械实际运行中往往不可避免。考虑不平衡转子不同复杂工况的弯扭耦合情况,利用深度学习技术的优势,构建了基于一维卷积神经网络的诊断模型,提出了一种用于处理不平衡转子发生弯曲,扭转以及弯扭耦合振动情... 弯曲振动与扭转振动耦合在旋转机械实际运行中往往不可避免。考虑不平衡转子不同复杂工况的弯扭耦合情况,利用深度学习技术的优势,构建了基于一维卷积神经网络的诊断模型,提出了一种用于处理不平衡转子发生弯曲,扭转以及弯扭耦合振动情况的智能故障诊断方法。分析了数据输入类型和L 2正则化对诊断的影响,优化了诊断模型以提高诊断精度,并进行了试验验证。研究结果表明,该方法可以实现不同转速下,发生弯扭耦合振动时单种或多种复合故障的智能诊断,获得比其他方法更好的诊断效果。 展开更多

关键词 转子系统 弯扭耦合振动 深度学习 L 2正则化

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含偏心高层建筑风致弯扭耦合振动研究 被引量：1

10

作者 沈平川 王国砚 张方 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期236-240,共5页

针对偏心高层建筑风致弯扭振动问题,采用Euler-Bernoulli梁模型,选择建筑截面刚度中心为参考坐标原点,坐标x轴平行于风向角,按照双向弯扭耦合振动理论,求取振型和自振频率;然后以随机振动理论为基础,发展了连续梁模型的三维风振理论,给... 针对偏心高层建筑风致弯扭振动问题,采用Euler-Bernoulli梁模型,选择建筑截面刚度中心为参考坐标原点,坐标x轴平行于风向角,按照双向弯扭耦合振动理论,求取振型和自振频率;然后以随机振动理论为基础,发展了连续梁模型的三维风振理论,给出了风致弯扭耦合振动时顶层角点加速度响应表达式。针对具体算例,结合实际风洞试验拟合数据,运用该方法进行计算,并与原文献计算结果比较,分析了误差来源;并研究了刚度中心、质心偏离对建筑自振频率、顶层角点加速度响应的影响。 展开更多

关键词 高层建筑 风致振动 双向弯扭耦合

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对薄壁梁迁移矩阵算法的一点改进

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作者 宋竞正 任慧龙 田大为 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 1998年第6期60-63,共4页

针对基于薄壁梁理论所导出的弯扭耦合振动微分方程的特点，经将剖面状态矢量的分量适当排序后，借助矩阵分块技巧，大幅度地缩短了生成场迁移矩阵的计算时间，从而可以显著地提高应用迁移矩阵法对薄壁结构进行弯扭耦合振动分析计算的效率．

关键词 薄壁梁 迁移矩阵法 船体 弯扭耦合振动

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薄壁结构弯扭耦合振动分析 被引量：1

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作者 唐友刚 潘永皓 《振动工程学报》 EI CSCD 1993年第4期399-405,共7页

本文考虑转动惯量、剪切变形和翘曲,讨论了用迁移矩阵法分析薄壁结构的弯扭耦合振动问题。文中讨论了断面突变处的协调条件及端部封板对振动特性的影响。算例表明,本文的理论和方法是可靠的。

关键词 薄壁结构 弯扭耦合振动 迁移矩阵

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动力传动系弯扭耦合振动分析与灵敏度优化

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作者 王浩 《农业装备与车辆工程》 2013年第5期1-5,10,共6页

以某车动力传动系为例,考虑了轴承联轴器和啮合斜齿轮等结构单元,按照一定的简化原则建立了其弯扭耦合振动模型,并且利用传递矩阵法获得了其固有频率和振型。对模型进行了模态分析,获得了弯扭振动与纯弯曲振动和纯扭转振动的关系,研究... 以某车动力传动系为例,考虑了轴承联轴器和啮合斜齿轮等结构单元,按照一定的简化原则建立了其弯扭耦合振动模型,并且利用传递矩阵法获得了其固有频率和振型。对模型进行了模态分析,获得了弯扭振动与纯弯曲振动和纯扭转振动的关系,研究了耦合模态的振动形式与模态参与因子和有效质量,进一步得到振动特性。结合大量的试验验证了模型的准确性,最后通过传递矩阵法推导的灵敏度分析计算公式,对传动系的扭转刚度等结构变量进行分析优化,并且仿真证明了优化的准确性,解决了该传动系的异常振动问题,降低了汽车厂家改造的成本,为以后的动力性分析与研究提供了一定的参考。 展开更多

关键词 动力传动系 弯扭耦合振动 传递矩阵法 灵敏度 优化

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