摘要：Ice causes impact damage to different positions of the compressor blade,destroys the structural integrity of the rotor structure,and then causes unbalanced failure and even causes nonlinear vibration accidents such as collision and friction,which affects the execution of helicopter *** investigate the influence of impact position on the damage form and dynamic response of blades during ice impact,a dynamic model by finite element-smooth particle fluid dynamic coupling method is *** ice impact damage experiment of the TC4 plate based on the air gun experimental platform was carried out to verify the reliability of the simulation *** damage of compressor blades impacted by ice from different positions under static and design speed of 45000 r/min is *** research results indicate that under static conditions,the damage caused by ice impact from the leading edge blade tip to the leading edge blade root first increases and then decreases,with the maximum damage occurring at the 66.7%blade height position on the leading *** the design speed,the closer the impact locations are to the leaf tip,the greater the damage is,and the plastic damage,equivalent stress,and kinetic energy loss of the ice impact are lower than the blade static *** research conclusion can provide theoretical reference and data support for the design of structural strength and protection of compressor blades in turboshaft engines.

摘要：托辊组作为圆管带式输送机中强制输送带形成圆管状的关键零部件,目前仍主要通过取较大的安全系数进行传统设计,容易因许用载荷设计不合理而导致实际运行过程中部分托辊过早疲劳失效。以某型圆管带式输送机为例,通过考虑圆管输送带的弹性,建立圆管输送带-托辊组刚柔耦合动力学模型,分析匀速和匀加速两种典型工况下托辊接触力的变化,与没有考虑输送带弹性的刚体动力学模型结果进行对比,得出不同位置处的托辊接触力平均值减小约80%,而波动变化值高达4倍以上,产生幅值较大的交变载荷,致使托辊疲劳失效。最后结合实验对基于刚柔耦合模型的匀速工况分析结果进行验证。实验结果可为满载工况下托辊载荷及疲劳寿命研究提供参考。

摘要：输送倾角是圆管带式输送机直线爬坡段设计中的关键难点,过大会发生胀管事故,过小则需重新布局管线导致整机成本大幅增加。基于相对滑移理论,构建了管带中物料的力学模型,采用导来摩擦因数表征物料与管带之间的滑移状态,推导不同填充率下导来摩擦因数与极限输送倾角之间的关系。然后针对50%,62%,75%三种典型填充率下某型圆管带式输送机运行工况,分析得出导来摩擦因数与输送倾角的函数关系,根据物料与圆管之间不发生相对滑移的基本准则,从而分别确定管带机的极限输送倾角为32°,34°,36°。该方法可为圆管带式输送机直线爬坡段物料输送倾角的设计与分析提供参考。

摘要：高原、沙漠和沿海等服役环境中不同粒径的砂粒不可避免地对涡轴发动机压气机叶片造成冲蚀磨损,破坏叶片叶型和动力学特性,严重危及涡轴发动机使用寿命和直升机飞行安全。基于Finnie冲蚀磨损理论推导了颗粒对金属表面的磨损率表达式,分析颗粒粒径对材料冲蚀磨损率的影响,以某型涡轴发动机压气机动叶和静叶为研究对象,设计搭建砂粒冲击速度测试装置和钛合金冲蚀磨损实验装置,通过典型砂粒粒径下冲蚀磨损实验获取磨损率表达式中与靶材材料和冲击速度相关的关键参数,结合气固两相流动力学分析开展砂粒粒径对压气机动叶和静叶冲蚀磨损的影响研究。结果表明:砂粒粒径与冲击速度存在内在关联,材料冲蚀磨损率与砂粒冲击速度呈幂函数关系。实验条件下,砂粒粒径由177μm增至423μm时,其冲击速度平均降低约17%。压气机动叶和静叶的磨损集中区域不随砂粒粒径的改变而变化,但磨损程度差异明显,其中177μm砂粒对动叶和静叶造成的最大冲蚀磨损率浓度值相比423μm砂粒分别增加91%和131%。研究结果为涡轴发动机压气机叶片抗磨损设计提供了理论参考。

摘要：浮环轴承内外轴向长度结构参数会影响油膜压力分布与偏心率,产生显著分频振动而引发高速轻载涡轮增压器转子非线性振动故障。基于流体润滑理论和浮环力矩平衡方程,推导了含浮环轴承的涡轮增压器转子系统动力学方程,揭示浮环轴承轴向长度与转子系统振动响应之间的关系。以某型汽油机用涡轮增压器转子系统为例,分析浮环内、外轴向长度对轴承油膜压力、偏心率等动力特性的影响,构建转子系统动力学有限元模型,通过三维振动瀑布图研究不同浮环轴向长度下转子系统频域瞬态振动响应,结果表明:浮环内轴向长度从2.6增加到4.6 mm,导致浮环转速升高,最大内油膜压力减小,轴颈偏心率降低,分频幅值增加且出现分频的轴颈转速由142 kr/min降至76 kr/min,更易产生明显的非线性涡动现象;浮环外轴向长度从3.6增加到6.15mm,使浮环转速降低,最大外油膜压力变小,浮环偏心率及轴颈相对浮环的偏心率减小,低转速下分频幅值减少且出现分频的轴颈转速由10 kr/min升至22 kr/min,可抑制转子系统过早发生非线性涡动,为浮环轴承结构参数设计与试验提供理论支撑。

摘要：压液式在线自动平衡系统作为一种新型的液体式自动平衡系统,具有结构简单、旋转部分无可动部件、动作环境封闭、平衡过程可逆且可停机保持等优点。相较于已有其他在线自动平衡系统,更适用于大型旋转设备领域。介绍该在线自动平衡系统的组成及工作原理,基于某最大直径达500 mm的转子实际结构,通过有限元仿真对转子-轴承-单/双平衡执行器系统的动力学特性进行定量分析,据此设计的平衡执行器对原转子系统的动力学特性影响在2%以内;分别进行单/双平衡执行器的抑振效果模拟仿真,振幅降低70%以上。最终在模拟试验台上,通过单面自动平衡试验将转子振幅从18.6μm降至10.6μm,验证该平衡系统的可行性和有效性;通过双面动平衡将转子振幅从17.8μm降低至4.6μm,为后续双面自动平衡研究奠定技术基础。

摘要：高速轻载涡轮增压器转子系统的入口油温在长周期变转速运行条件下会产生动态变化,从而改变转子系统振动特性甚至导致非线性振动事故。以某型汽油机用高速轻载涡轮增压器转子为研究对象,分析浮环轴承内油膜最小厚度与偏心率随入口油温参数的变化规律,构建涡轮增压器转子-浮环轴承系统动力学有限元模型,采用Newmark积分法分析转子系统的非线性瞬态响应,结合涡轮增压器升速实验,得到不同入口油温下转子系统三维振动瀑布图与Colormap频谱图,探究入口油温对转子系统振动响应特性的影响。结果表明:随着入口油温从50℃增至130℃时,内油膜最小厚度会减少,环速比与偏心率会增加,内油膜振荡幅值逐渐降低,但出现内油膜振荡与外油膜涡动的轴颈转速点会提前约30%,且外油膜涡动幅值会逐步增加。综合内外油膜涡动与振动幅值,入口油温约为90℃时转子振动情况较好。结论可为设计具有智能抗振性能的高速轻载涡轮增压器转子系统的运行参数提供理论参考。

摘要：光纤光栅作为一种传感单元可以测试应变、温度和压力等物理量。近年来,可用于光纤光栅信号解调的技术和仪器相继出现,并在不同的场合得到了很好的应用。但由于制造、安装和操作等原因,这些仪器的可靠性问题也开始引起不同程度的关注。仪器的可靠性分析是其设计过程中不可缺少的重要环节之一。以一种基于匹配解调技术的准分布式光纤光栅解调仪为例,介绍了该仪器的基本组成和原理;采用故障树法从机械和光电器件的可能出现的如光纤光栅脆断、螺钉松动和脱焊等故障和失效形式出发,根据光路配置、电路以及机械结构分析了可能的故障模式,计算了可靠性。结论有利于对这类仪器的故障诊断和维护。

摘要：舰载直升机易受外部机动载荷波动的影响导致水平传动轴和尾斜轴相连接的轴角发生偏差,引起尾传动系统振动超标,严重时会造成尾传动轴断裂甚至坠机等灾难性事故。论文首先推导含轴角参数的尾传动系统振动方程,得到了轴角偏差与啮合刚度的关系,探究了偏差值与尾斜轴振动幅值的内在关联,以某型直升机尾斜传动系统为研究对象,建立尾传动系统动力学模型,揭示了轴角参数对尾斜轴振动特性的影响规律:不同设计角度的尾传动系统在轴角发生偏差时振动响应趋势基本一致,尾斜轴振动幅值会随设计角度的增加而增加;轴角在0°~2°范围内发生偏差时,尾斜轴的振动幅值会呈现先增加后减小的趋势,偏差在1.5°左右时尾斜轴振幅达到最大值。当轴角偏差相同时,尾斜轴上中间减速器处的振动幅值为尾减速器处的3.6倍。研究结果可为直升机尾传动系统动力学设计与振动故障分析提供参考。

摘要：针对涡轮增压器转子系统运行过程中频繁启停机、工作转速区间跨度大、转速变化快等条件下振动难以控制的问题,基于人工自愈工程理念,研究全转速范围油膜间隙与转子系统振动响应特性,提出采用压电陶瓷调节浮环轴承外油膜间隙改变系统阻尼从而实现转子系统振动快速、准确的控制。以某型汽油机涡轮增压器转子系统为例,分析推导出轴承油膜阻尼系数与其间隙的三次方成反比特性。构建不同外油膜间隙下浮环轴承转子系统动力学有限元模型,进行时域和频域非线性瞬态响应分析,得到全转速下的通频振幅和振动瀑布图,找出低中高三个转速段下转子系统最小振动幅值所对应的最佳油膜间隙,从而构建出油膜间隙与振动响应的映射矩阵。设计基于压电驱动下轴承座的外油膜间隙调节装置,采用分转速段振动主动控制策略,搭建相应的振动控制模拟试验装置,验证该控制系统的轴承间隙调节时间小于10 ms,最大位移误差小于0.5μm,可满足实时振动控制的要求。该方法可为高速转子机械振动控制提供新的思路。