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期刊信息/Journal information
机械强度
机械强度

王长路(兼）

双月刊

1001-9669

jxqd@chinajournal.net.cn

0371-67710821

450052

郑州嵩山南路81号

机械强度/Journal Journal of Mechanical StrengthCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊为机械工程专业技术期刊。以机械工程中的机械强度与振动和机械工程材料宏观强度的研究应用为中心内容。设有振动、检测、诊断技术、优化、可靠性技术、设计、计算、疲劳断裂、研究简报等栏目。
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    双转子系统组合不对中-碰摩耦合故障动力学特性研究

    姚夏南国防李姚丘学文...
    1-11页
    查看更多>>摘要：航空发动机双转子系统不对中会导致振动异常增大,进而发生转静碰摩,影响转子安全稳定运行.以双转子系统为研究对象,考虑轴承不对中-联轴器不对中-碰摩故障,基于集中质量法建立转子系统动力学模型,根据拉格朗日方程建立系统运动微分方程,采用Range-Kutta法对其进行求解,研究转速、不对中角度、联轴器不对中量等关键参数对系统非线性动力学特性的影响机制.研究结果表明,随着转子转速增大,系统呈现出周期、多周期、拟周期、混沌运动等复杂的动力学特性,且转速在1 500～2 200 rad/s时,系统通过多次阵发性分岔和阵发性倒分岔在周期2运动和混沌状态之间切换;振动响应随联轴器平行不对中量变化的分岔图中存在"跳跃"等非线性现象;随着轴承不对中角度的增大,高转速的混沌区间缩小,稳定的周期运动区间增大.

    轴承不对中联轴器不对中碰摩耦合故障非线性

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    基于抽油机工况的特征提取与建立和全域故障识别

    任泰珠樊军蒋夏新
    12-19页
    查看更多>>摘要：针对目前抽油机井下工况故障特征分类任务难以解决,使得所建立诊断模型适应性差且识别率低的问题,通过对抽油机阀门和抽油杆运动状态的分析,首先将示功图进行数学形态学预处理;然后提出阀门开闭点获取和载荷变化特征获取的两种方法,提取到抽油机全域故障的54个全新特征,建立了抽油机工况的特征库;最后运用决策树、Logistic回归和支持向量机算法,验证了在不同工况下,该特征库均具有较好的分类效果,评估了不同故障的工况特征指标,得到各工况私有规则库.研究结果表明,提取的特征能够有效识别出抽油机全域故障,并且具有较高的识别精度.

    抽油机示功图特征提取故障识别阀门

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    考虑接触间隙的压缩机柔性转子扭振特性研究

    黄志强王杰李涛李刚...
    20-30页
    查看更多>>摘要：往复式压缩机曲轴系扭振会引起烧瓦及轴系断裂等重大问题,为掌握压缩机转子系统扭振响应,提出了一种考虑衬套-销轴碰撞间隙、曲轴-轴承油膜间隙的压缩机柔性转子系统扭振动力学求解方法,为避开曲轴系固有频率提供了一种新的思路及方法.基于多体动力学理论以及Hertz接触理论,求解了含碰撞间隙下曲轴系扭振动力学响应,分析表明,曲轴系第4列曲柄销的扭振幅值最大,扭转角位移幅值为0.051°,动态角速度峰值为156.026 rad/s.基于此,考虑了曲轴-轴承油膜间隙,利用有限差分法及超松弛迭代法计算滑动轴承油膜压力,并通过压力扰动法求解轴承动态特性系数,综合考虑衬套-销轴碰撞间隙和曲轴-轴承油膜间隙对曲轴系动态响应的影响,开展了考虑预应力下的曲轴系模态分析,并对比分析了考虑油膜间隙和不考虑油膜间隙下曲轴系的共振情况.结果表明,考虑油膜间隙后曲轴系第3、8阶固有频率分别降低了44.64%、21.23%,且在同一转速范围带内,考虑综合间隙下曲轴系共振转速点减少,2阶临界转速降低了38.55%,共振的概率增大.

    往复压缩机碰撞间隙油膜间隙刚柔耦合曲轴扭振共振

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    两自由度含间隙弹性碰撞振动系统的等效电路仿真

    朱喜锋付文斌马硕郑冬...
    31-41页
    查看更多>>摘要：以一类两自由度含间隙及弹性约束碰撞系统为研究对象,通过数值仿真方法,研究了系统在低频工况下周期运动的区域分布及转迁规律,得出随着激振频率的减小,p/1周期运动发生擦边分岔转迁为(p+1)/1周期运动,当碰撞次数足够大时,系统呈现Chattering-impact特性.随后建立与碰撞系统完全等效的电路模型并进行仿真实验.研究结果表明,建立等效电路产生的结果与数值仿真产生的结果相一致,且等效电路在仿真实验时运算速度更高效,能够实现快速的模态转换及参数调节,使之更加便捷,为非线性动力学的研究提供了一种研究方法.

    振动系统模态转换数值仿真颤碰运动等效电路

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    超高速离心叶轮转子系统不平衡响应研究

    张勇
    42-49页
    查看更多>>摘要：为避免因不平衡激励引起的超高速离心叶轮转子系统振动响应大及跨临界时运动失稳,采用Ansys转子动力学响应分析模块,综合考虑滑动轴承的刚度与阻尼,对超高速离心叶轮转子系统进行不平衡激励响应分析,得出不同不平衡激励下超高速离心叶轮转子系统的动态响应.同时,采用DEWESoft振动测试系统对超高速离心叶轮转子系统的转频振动值跟踪记录,并与不平衡响应分析结果对比,得出超高速离心叶轮转子系统动平衡精度等级需优于G1级.该不平衡激励响应分析与控制方法得到了较好的试验验证,具有重要的工程应用意义.

    高速离心压缩机超高速转子系统不平衡激励动态响应跨临界

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    放顶煤液压支架尾梁动态特性数值与试验研究

    吴明珂杨善国王瑶孟彬...
    50-57页
    查看更多>>摘要：为确定放顶煤过程中煤、矸敏感振动特征参数,提高煤矸智能识别精度,研究液压支架尾梁的动态特性.首先,建立放顶煤液压支架与煤矸的刚柔耦合动力学模型,计算放煤过程中液压支架尾梁的振动加速度;其次,利用变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)对该加速度响应进行分解,得到固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF),并分析每个IMF分量的时域和频域特征;然后,采用t分布式随机邻域嵌入(t-distributed Stochastic Neighborhood Embedding,t-SNE)方法对这些特征进行降维,并计算不同特征的平均轮廓系数(Average Silhouette Coefficient,ASC),对比研究了煤矸冲击下的尾梁振动特征;最后,搭建放顶煤液压支架试验台,对模型计算结果进行验证.结果表明,尾梁振动加速度IMF分量中的能量、奇异值、频率均值、峰值频率、谱心频率、频率方差对煤、矸特征较为敏感,可作为煤矸识别的特征参数.

    放顶煤煤矸识别有限元法离散元法变分模态分解

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    考虑栓接结构接触面特征的动力学建模与响应特性研究

    翟璋欣孙韵韵巫世晶
    58-67页
    查看更多>>摘要：在实际激励载荷的作用下,栓接系统的非线性动力学特性会对整个机械系统产生一定影响.当考虑栓接结构的结合面表面形貌参数与塑性指数时,实际栓接结构的系统动力学模型将更加复杂.因此,在考虑栓接结构的结合面表面形貌参数、塑性指数对法向接触刚度、接触阻尼的影响以及外界简谐激励等多种条件下,对现有的栓接结构法向接触模型进行修正,并将得到的非线性法向接触刚度与非线性接触阻尼应用于栓接结构的受迫振动动力学响应特性分析,研究栓接结构中结合面表面形貌参数和塑性指数对其动力学特性的影响.

    栓接结构粗糙结合面表面形貌参数塑性指数非线性特性

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    基于煤矸振动特性的放顶煤支架传感器优化布置策略研究

    王瑶杨善国吴明珂孟彬...
    68-75页
    查看更多>>摘要：针对放顶煤煤矸智能识别研究,为提供完整且有效的煤矸振动信号采集方案,提出了一种基于煤矸振动特性的放顶煤液压支架尾梁传感器优化布置策略.首先,对尾梁模型进行模态分析,提取振型矩阵,利用有效独立法初选测点;其次,获取尾梁试验台相应初选测点的落煤和落矸振动信号,进行特征提取;然后,对所提取特征进行t分布式随机邻域嵌入(t-distributed Stochastic Neighbor Embedding,t-SNE)降维可视化,筛选出5个对落煤和落矸信号区分敏感的特征,并以此作为目标特征;最后,经核密度估计法估算目标特征的概率密度函数,利用K-L(Kullback-Leibler)散度评估各测点组合信号与完整信号的近似性和煤矸特征的差异性,构建煤矸振动信号评价指标,结合Fisher信息矩阵准则,形成综合评价指标,确定尾梁的传感器布置最优方案.结果表明,该方法在满足模态可观测性的基础上不仅减少了传感器数量,还使得所测振动信号具有更好的煤矸差异性和信息完整性.

    放顶煤振动信号传感器优化布置液压支架尾梁有效独立法K-L散度

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    内齿圈柔性对航空行星齿轮系统偏载行为的影响机制研究

    丁硕罗源李铭宁永旭...
    76-83页
    查看更多>>摘要：行星齿轮系统因其体积小、质量轻、承载能力大等优点被广泛应用于航空器传动设备中,但由于各种误差造成的偏载问题无法避免,严重的偏载状态将会导致行星系统的优点无法充分发挥.以某型号航空行星齿轮系统为研究对象,探究了内齿圈柔性变化对系统偏载行为的影响机制.通过试验测量了不同的行星数以及不同轮缘厚度下内齿圈挠度、应力及应变,分析了偏载的影响机制并评估了行星数及轮缘厚度对系统偏载行为的影响程度;利用层级有限元模型完成了大型航空行星系统的高级仿真计算和分析任务,量化了内齿圈柔性变化对系统载荷分布以及齿圈偏移的影响机制.将试验与仿真计算结果在相同的参数范围内进行拟合对比,评估了仿真计算结果的准确性.研究结果为大型航空行星齿轮系统内齿圈的开发和设计提供了有针对性的结构优化指导,能够极大降低该类大型航空设备在设计和迭代过程中的成本.

    航空行星齿轮系统内齿圈柔性试验偏载分析仿真计算

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    高速列车U型橡胶外风挡低温下收缩性能分析

    顾铖徐磊俞成涛王加政...
    84-91页
    查看更多>>摘要：基于橡胶的低温拉伸试验数据,利用Ansys软件拟合得到橡胶材料Mooney-Rivlin超弹性本构模型参数,并根据3种实际工况对U型橡胶外风挡进行热固耦合仿真分析,研究不同工况对U型橡胶形变的影响;并且对U型橡胶外风挡和3块不同厚度压条预紧的橡胶样件进行低温试验,研究温度及压条厚度对其形变的影响.结果表明,U型橡胶的形变主要因温度变化产生,U型橡胶高度明显减小,而侧壁厚度与橡胶长度的形变量较小;另外,压条的厚度对螺栓孔处橡胶的形变量影响较大,相对于5、6 mm厚度的压条,4 mm压条在螺栓预紧力作用下产生了较大的形变,导致螺栓孔处形变较大,进而增加压条的厚度可有效减小脱孔风险;将有限元仿真数据与低温试验的结果对比发现两者基本一致,表明有限元分析的可行性与低温试验的可靠性.研究结果对U型橡胶外风挡低温下应用的可靠性提供了一定的指导依据.

    U型橡胶外风挡Mooney-Rivlin超弹性本构模型热固耦合有限元分析低温试验

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