某燃气轮机叶片-轮盘耦合振动特性研究 被引量：8

1

作者 付娜 王三民 郭伟超 《汽轮机技术》 北大核心 2005年第5期362-364,共3页

首先介绍了循环对称结构固有特性的计算方法,在此基础上建立了叶片-轮盘耦合系统振动固有特性计算分析模型,并利用大型通用有限元分析软件ANSYS对某燃气轮机叶片-轮盘耦合结构进行分析计算。最后根据分析结果总结概括了叶盘耦合系统的... 首先介绍了循环对称结构固有特性的计算方法,在此基础上建立了叶片-轮盘耦合系统振动固有特性计算分析模型,并利用大型通用有限元分析软件ANSYS对某燃气轮机叶片-轮盘耦合结构进行分析计算。最后根据分析结果总结概括了叶盘耦合系统的振动特点,为其寿命及可靠性计算提供了数值依据。 展开更多

关键词 叶片-轮盘系统 循环对称结构 耦合振动 有限元

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基于PolyMax模态参数识别法的轴装式制动盘模态试验 被引量：9

2

作者 焦标强 曹建行 +3 位作者 吕宝佳 张化谦 宋跃超 陈德峰 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期102-107,共6页

针对结构复杂的轴装式制动盘模态参数无法采用有限元法快速准确识别的问题,基于PolyMax模态参数识别原理,搭建制动盘模态试验系统;采用锤击法进行轴装式制动盘的模态试验,运用PolyMax法对采集的频响函数数据进行模态参数识别,提取制动盘... 针对结构复杂的轴装式制动盘模态参数无法采用有限元法快速准确识别的问题,基于PolyMax模态参数识别原理,搭建制动盘模态试验系统;采用锤击法进行轴装式制动盘的模态试验,运用PolyMax法对采集的频响函数数据进行模态参数识别,提取制动盘前10阶模态、阻尼和振型参数,分析制动盘的模态特性和传感器附加质量对制动盘模态频率的影响。结果表明:传感器附加质量对制动盘结构模态频率无影响;制动盘振动模态形式主要有周向模态、径向模态和混合模态3种类型,在频率1 627 Hz附近存在频率几乎一致的重根模态,模态复杂性比较低,近似为实模态振型,满足循环对称结构的典型模态振型特征;PolyMax模态参数识别法能快速准确地识别轴装式制动盘的模态参数,可为制动盘动力学特性分析和结构优化设计提供基础。 展开更多

关键词 轴装式 制动盘 PolyMax模态参数识别 模态分析 循环对称结构

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循环对称结构的多尺度拓扑优化方法 被引量：6

3

作者 张卫红 徐仕杰 朱继宏 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期512-522,共11页

研究了循环对称结构多尺度拓扑优化问题,阐明了均匀化等效性能的基本性质,提出了循环对称单胞的特征参数概念,建立了均匀化映射计算方法,构造了等效性能的三元参数插值模型,有效简化了不同特征参数、微结构构型与体分比下的单胞均匀化... 研究了循环对称结构多尺度拓扑优化问题,阐明了均匀化等效性能的基本性质,提出了循环对称单胞的特征参数概念,建立了均匀化映射计算方法,构造了等效性能的三元参数插值模型,有效简化了不同特征参数、微结构构型与体分比下的单胞均匀化等效过程。通过微结构的特征驱动建模与B样条参数化,克服了微结构拓扑优化变量多和变量离散难以保证其光滑连接的问题。给出了典型数值算例,比较了等比例排列单胞与等间距排列单胞对结构优化结果的影响,验证了多尺度优化方法的有效性。 展开更多

关键词 拓扑优化 循环对称结构 均匀化方法 微结构参数化 B样条

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航空螺旋桨振动特性仿真分析方法研究 被引量：4

4

作者 魏武国 《机械设计与制造》 北大核心 2021年第5期194-198,203,共6页

基于循环对称结构模态分析理论,建立了螺旋桨整体结构振动特性仿真分析方法。选取某两桨叶定距航空螺旋桨为分析对象,在ANSYS软件中建立起螺旋桨整体结构振动特性分析的三维有限元模型。首先计算结构在不转动工况下的固有振型和频率,然... 基于循环对称结构模态分析理论,建立了螺旋桨整体结构振动特性仿真分析方法。选取某两桨叶定距航空螺旋桨为分析对象,在ANSYS软件中建立起螺旋桨整体结构振动特性分析的三维有限元模型。首先计算结构在不转动工况下的固有振型和频率,然后计算其在常用转速工况下离心、气动载荷同时作用时的振型和频率。分析计算结果,发现螺旋桨整体结构同一阶次频率下存在对称型和反对称型振型,但不能同时出现,呈现量子态特点;并得到外载荷对振型、频率的影响规律以及共振曲线。该方法大大降低了求解规模,可应用到其他多桨叶、变距螺旋桨整体结构振动特性的工程计算中去。 展开更多

关键词 螺旋桨整体结构 振动特性 循环对称结构 有限元分析 反对称型振型

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某型发动机压气机叶-盘结构优化分析 被引量：2

5

作者 魏武国 彭伟程 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第34期15389-15396,共8页

为快速提高后续批次发动机推重比,针对压气机转子叶-盘-鼓基本结构单元,基于通用有限元软件优化设计平台和循环对称结构静应力分析方法,在不改变叶片气动外形、盘鼓连接半径等强约束条件下,通过合理预设需优化位置的形状和尺寸设计变量... 为快速提高后续批次发动机推重比,针对压气机转子叶-盘-鼓基本结构单元,基于通用有限元软件优化设计平台和循环对称结构静应力分析方法,在不改变叶片气动外形、盘鼓连接半径等强约束条件下,通过合理预设需优化位置的形状和尺寸设计变量,建立从榫头-榫槽连接式叶盘结构到整体叶盘结构的两步优化方法,缩减了优化迭代过程中结构静应力计算用的三维有限元模型规模,提高了优化效率。运用该法对某发动机高压压气机第三级叶盘结构进行优化设计,将最大转速下叶、盘、鼓的离心和气动载荷施加到优化迭代过程中、结构静应力计算用的有限元模型上,同时设置既可线性求解又能计入接触面上真实应力状态的叶、盘、鼓间的接触,贴合承载和接触实际。采用一阶方法进行优化求解,得到满足约束条件的尺寸设计变量解。对比分析优化前后结构的应力分布,证实该法有效,在保证结构可靠性的前提下,获得了较好减重效果。 展开更多

关键词 压气机叶盘结构 整体叶盘 循环对称结构 优化设计 有限元分析

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某型叶轮机转子耦合振动特性研究 被引量：1

6

作者 赵卫强 刘永贤 鲁墨武 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2009年第11期5-8,共4页

应用循环对称结构固有特性的有限元分析原理,对某型叶轮机转子轮盘-叶片结构的耦合振动特性进行了研究,建立了该转子轮盘-叶片系统的实体模型及基于循环对称分析原理的有限元模型,并利用ANSYS软件进行了分析计算,根据计算结果分析了该... 应用循环对称结构固有特性的有限元分析原理,对某型叶轮机转子轮盘-叶片结构的耦合振动特性进行了研究,建立了该转子轮盘-叶片系统的实体模型及基于循环对称分析原理的有限元模型,并利用ANSYS软件进行了分析计算,根据计算结果分析了该转子轮盘-叶片系统耦合结构的振动特性,为其设计优化和振动安全性检验提供了数值依据。 展开更多

关键词 叶片-轮盘 有限元 循环对称 耦合振动

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求解循环对称结构特征值问题的新方法 被引量：1

7

作者 赵宁 方宗德 刘更 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第6期906-909,共4页

利用结构循环对称的特点 ,提出一种求解循环对称结构特征值问题的新方法。该方法通过构造伪单元 ,可以方便地引入结构的循环对称条件和复约束条件 ,实现循环对称扇区复约束刚度阵和复约束质量阵的变换 ,避免复数运算和扇区级满阵存储 ,... 利用结构循环对称的特点 ,提出一种求解循环对称结构特征值问题的新方法。该方法通过构造伪单元 ,可以方便地引入结构的循环对称条件和复约束条件 ,实现循环对称扇区复约束刚度阵和复约束质量阵的变换 ,避免复数运算和扇区级满阵存储 ,使计算以实数形式在单元级进行。该方法能通过任意一个循环对称扇区的有限元模型求解完整循环对称结构的特征值问题 ,可以大量减少计算工作量 ,极大地提高计算机的解题能力和计算效率。 展开更多

关键词 循环对称结构 特征值问题 伪单元 有限元法

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具有循环对称特点的耦合结构振动特性分析

8

作者 蔺彦虎 赵宁 彭艳军 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期68-74,共7页

利用一些循环对称结构件经耦合后仍呈现循环对称的特点进行耦合结构的振动特性分析,以节约计算时间和计算资源。应用Weierstrass-Mandelbrot分型模型结合赫兹接触理论求解了耦合结构接触面的切、法向刚度,再用商业有限元软件导出了各结... 利用一些循环对称结构件经耦合后仍呈现循环对称的特点进行耦合结构的振动特性分析,以节约计算时间和计算资源。应用Weierstrass-Mandelbrot分型模型结合赫兹接触理论求解了耦合结构接触面的切、法向刚度,再用商业有限元软件导出了各结构件的刚度及质量矩阵,并通过扩维来组装耦合扇区的刚度矩阵;应用弹簧元模拟了接触面的切、法向刚度;对耦合结构施加复约束条件,用MATLAB开发出利用结构单扇区求解耦合结构振动特性的计算流程。将该流程应用于航空弧齿锥齿轮-阻尼碗耦合结构振动特性的求解,并与耦合结构的整体有限元模型计算结果进行了对比,结果表明:开发的计算流程在保证准确性的前提下,可以高效率地完成结构振动特性分析,计算误差控制在1%之内,运算时间节省了67%以上,同时可以有效节约存储资源。另外,通过对航空锥齿轮-附加阻尼碗的振动特性分析得知,该耦合结构增加了以阻尼碗振动为主振型的特征频率,在后续的结构减振或频响计算时应引起足够重视。 展开更多

关键词 耦合结构 循环对称结构 振动 特征值 复约束

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压气机动应力测试的叶-盘耦合分析方法

9

作者 王斌 张奇 +2 位作者 农斌 洪广洋 李健 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第27期12217-12222,共6页

为评估发动机压气机转子叶片的振动特性和工作可靠性,基于循环对称结构模态分析基本理论,建立了大叶片在轮盘装配条件下的耦合振动特性分析方法。以压气机某级为研究对象通过循环对称建立叶-盘耦合结构有限元模型,得到叶-盘系统在静态... 为评估发动机压气机转子叶片的振动特性和工作可靠性,基于循环对称结构模态分析基本理论,建立了大叶片在轮盘装配条件下的耦合振动特性分析方法。以压气机某级为研究对象通过循环对称建立叶-盘耦合结构有限元模型,得到叶-盘系统在静态和工作转速下的模态及应力分布,并通过与实验结果的对比验证了该方法的可靠性。利用Campbell图确定了叶片的危险转速,并评估特定转速下系统频率裕度,为压气机工作叶片动应力测量提供数值仿真技术支撑。 展开更多

关键词 叶-盘结构 共振分析 循环对称结构 有限元分析 动应力测试

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结构动力修改的循环对称摄动新方法

10

作者 赵宁 方宗德 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期7-10,共4页

利用结构的循环对称特性 ,以矩阵摄动理论和复约束法、伪单元法为基础 ,提出结构动力修改的循环对称摄动新方法 ,通过对循环对称扇区模型的分析获得整个循环对称结构特征值和特征向量的变化 ,大规模减少了这类结构动力修改的计算工作量 ... 利用结构的循环对称特性 ,以矩阵摄动理论和复约束法、伪单元法为基础 ,提出结构动力修改的循环对称摄动新方法 ,通过对循环对称扇区模型的分析获得整个循环对称结构特征值和特征向量的变化 ,大规模减少了这类结构动力修改的计算工作量 ,大大提高了计算效率。算例证明方法正确、有效、简捷。 展开更多

关键词 结构动力修改 循环对称结构 矩阵摄动 特征值 特征向量 有限元法

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转子叶盘结构行波激励模拟试验系统设计

11

作者 王帅 张伟 +2 位作者 周畅 杨泽雨 荣克林 《强度与环境》 CSCD 2020年第6期22-30,共9页

针对航天航空发动机转子叶盘失谐振动研究需求,提出一种行波激励模拟试验系统,可在转子叶盘保持静止的状态下,有效的模拟其在真实旋转工作状态时所承受的阶次激励。对该系统进行了误差仿真分析,表明该系统可在定量层面上完成转子叶盘等... 针对航天航空发动机转子叶盘失谐振动研究需求,提出一种行波激励模拟试验系统,可在转子叶盘保持静止的状态下,有效的模拟其在真实旋转工作状态时所承受的阶次激励。对该系统进行了误差仿真分析,表明该系统可在定量层面上完成转子叶盘等循环对称结构各种振动现象机理认知、方法验证的试验实践,也为评定转子叶盘失谐振动研究试验系统性能提供了一种手段。 展开更多

关键词 循环对称结构 失谐振动 试验系统 行波激励

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某航空发动机压气机叶-盘耦合振动分析 被引量：9

12

作者 李世林 魏武国 张绍伟 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第30期354-361,共8页

基于循环对称结构模态分析基本理论,建立并验证压气机叶-盘结构耦合振动特性分析方法和流程。在能够线性求解的前提下,考虑叶-盘间实际连接情况,不忽略叶片榫头与轮盘榫槽间应力状态对振动特性的影响。选取某民航发动机高压压气机第三级... 基于循环对称结构模态分析基本理论,建立并验证压气机叶-盘结构耦合振动特性分析方法和流程。在能够线性求解的前提下,考虑叶-盘间实际连接情况,不忽略叶片榫头与轮盘榫槽间应力状态对振动特性的影响。选取某民航发动机高压压气机第三级叶-盘结构为分析对象,提取结构特征参数,在ANSYS软件中建立起叶-盘结构的三维有限元模型,并进行耦合振动仿真分析。首先计算该叶-盘结构在不旋转工况下的频率和振型,然后计算其在常用转速工况下存在预应力时的频率和振型,分析得到离心载荷对频率和振型的影响规律。最后分析其行波振动特性,计算3节径1,3,5阶行波节径振动频率。考虑外缘叶片受到周期性气体力对叶-盘的激振影响,画出共振特性曲线,为后续结构分析和排故提供依据,同时也为压气机叶-盘结构的振动特性分析提供了便于工程应用的方法。 展开更多

关键词 压气机叶-盘结构 耦合振动 循环对称结构 行波振动 有限元分析

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复刚度循环对称结构特征问题的等效复约束法

13

作者 王延博 和兴锁 +1 位作者 赵宁 刘更 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1997年第6期972-976,共5页

根据循环对称粘弹结构的循环对称性，提出了等效复约束法，使得整体循环对称粘弹结构的特征方程对各扇形子结构解耦，通过对任意一个扇形子结构的分析，就可获得整体循环对称粘弹结构的特征对。算例表明本文方法是正确可靠的，可极大地... 根据循环对称粘弹结构的循环对称性，提出了等效复约束法，使得整体循环对称粘弹结构的特征方程对各扇形子结构解耦，通过对任意一个扇形子结构的分析，就可获得整体循环对称粘弹结构的特征对。算例表明本文方法是正确可靠的，可极大地减少计算所需内存和机时，可应用于大型循环对称粘弹结构的动态特征分析。 展开更多

关键词 循环对称 粘弹性 机械结构 等效复约束法

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