航空发动机模拟机匣动力学模型修正研究 被引量：1

1

作者 边杰 卢艳辉 邹亚晨 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期917-923,943,共7页

针对有限元建模中由于各种误差(如建模误差等)会给计算结果精度带来影响的问题,提出了一种利用模型修正来提高有限元计算结果精度的方法。首次使用了一阶优化方法,以所测试的模态频率和振型为参考,对有限元模型进行修正。首先,以某航空... 针对有限元建模中由于各种误差(如建模误差等)会给计算结果精度带来影响的问题,提出了一种利用模型修正来提高有限元计算结果精度的方法。首次使用了一阶优化方法,以所测试的模态频率和振型为参考,对有限元模型进行修正。首先,以某航空发动机模拟机匣为研究对象,对其进行模态测试,得到其模态频率和振型。然后,以机匣的前10阶计算模态频率与测试模态频率之间误差最小为优化目标,使用Nastran软件对各部件有限元模型中单元的弹性模量进行了修正,并计算了模型修正前后的机匣模态频率和振型,同时与测试模态频率和振型进行对比。结果表明,修正后的有限元模型计算结果与测试结果吻合良好,二者模态振型一致,模态频率的最大误差不超过1%。由此说明修正弹性模量的模型修正方法合理、可行,适用于工程上大型复杂结构的有限元准确建模。 展开更多

关键词 模拟机匣 模态测试 有限元建模 模型修正 弹性模量

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航空发动机模拟机匣混合仿真与振动特性分析 被引量：2

2

作者 边杰 邹亚晨 余晶晶 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第20期290-294,共5页

为实现高效率、高精度的航空发动机模拟机匣的动力学建模和振动特性分析,利用LMS Virtual Lab混合仿真软件,建立了基于试验模型与有限元模型的模拟机匣混合模型。在此基础上,进行了基于混合模型的模拟机匣模态计算与分析。为了验证使用... 为实现高效率、高精度的航空发动机模拟机匣的动力学建模和振动特性分析,利用LMS Virtual Lab混合仿真软件,建立了基于试验模型与有限元模型的模拟机匣混合模型。在此基础上,进行了基于混合模型的模拟机匣模态计算与分析。为了验证使用混合模型进行模拟机匣振动特性分析的准确性,对模拟机匣进行了模态试验。将混合模型计算结果和模拟机匣的模态试验结果进行对比。结果表明除振型一致外,各阶模态频率接近,误差不超过1.5%。由此说明建立的模拟机匣混合模型能较好地反映实际结构的振动特性。基于LMS Virtual Lab的混合仿真方法可靠、有效,可用于工程上大型复杂结构振动特性的计算与分析。 展开更多

关键词 模拟机匣 振动特性 有限元模型 试验模型 混合仿真

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中小型航空发动机转静子碰摩故障诊断的一种方法 被引量：6

3

作者 王平 雷沫枝 +1 位作者 王金舜 彭春雷 《测控技术》 CSCD 北大核心 2014年第7期57-60,60,共4页

提出了中小型航空发动机转静子碰摩故障诊断的一种新方法。该方法在转子系统弹性支承器的弹条上粘贴应变计,获取弹支工作过程中的动态应力信号,通过信号分析从弹支动态应力信号中提取故障特征,实现转子系统的碰摩故障诊断。实际应用表明... 提出了中小型航空发动机转静子碰摩故障诊断的一种新方法。该方法在转子系统弹性支承器的弹条上粘贴应变计,获取弹支工作过程中的动态应力信号,通过信号分析从弹支动态应力信号中提取故障特征,实现转子系统的碰摩故障诊断。实际应用表明,该方法能有效地诊断转子系统碰摩故障。 展开更多

关键词 航空发动机 碰摩 故障诊断

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EMD-PCA与相关分析在航空发动机弹支动应力信号中的应用 被引量：2

4

作者 杨伟新 王平 +1 位作者 雷沫枝 陈运西 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第6期87-90,94,共5页

提出中小型航空发动机转子系统故障诊断的一种方法。该方法在转子系统弹性支承器的弹条上粘贴应变计,获取弹支工作过程中的动态应力信号,结合EMD与PAC的各自优点,首先对弹支动应力进行EMD分解,并运用PCA获取各IMF主元分量,然后通过相关... 提出中小型航空发动机转子系统故障诊断的一种方法。该方法在转子系统弹性支承器的弹条上粘贴应变计,获取弹支工作过程中的动态应力信号,结合EMD与PAC的各自优点,首先对弹支动应力进行EMD分解,并运用PCA获取各IMF主元分量,然后通过相关系数建立噪声评判标准来剔除干扰的主元成分,最后对剩下的主元成分进行重构并获得降噪信号。实际应用表明,该方法能有效地诊断转子系统故障。 展开更多

关键词 振动与波 航空发动机 弹性支承器 EMD PCA 相关系数

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一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法 被引量：5

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作者 杨伟新 李彦 王平 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第5期214-218,共5页

在某型航空发动机叶片疲劳试验件数量严重不足的情况下,提出一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法-逐级载荷加载法。该方法先以一个相对较低的振动水平对叶片进行激励,然后逐级加大叶片的激励水平,直至叶片出现疲劳破坏,最后获取该叶片... 在某型航空发动机叶片疲劳试验件数量严重不足的情况下,提出一种新的航空发动机叶片疲劳试验方法-逐级载荷加载法。该方法先以一个相对较低的振动水平对叶片进行激励,然后逐级加大叶片的激励水平,直至叶片出现疲劳破坏,最后获取该叶片的疲劳极限。应用该方法对某型发动机第5级轴流压气叶片进行疲劳试验,有效地获取该叶片的疲劳极限。 展开更多

关键词 振动与波 航空发动机叶片 逐级载荷加载法 疲劳试验方法 疲劳极限

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航空发动机涡轮机匣轮盘包容性研究 被引量：8

6

作者 唐金 唐广 +1 位作者 宣海军 江有为 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1393-1399,共7页

为研究某航空发动机辅助动力装置涡轮盘在预定转速范围内破裂后涡轮机匣的包容能力,在高速旋转试验器上进行了涡轮机匣的包容性试验.试验采用轮盘周向3个对称位置预制裂纹的方式,使轮盘在预定转速范围内破裂成均匀3块,得到了轮盘碎块撞... 为研究某航空发动机辅助动力装置涡轮盘在预定转速范围内破裂后涡轮机匣的包容能力,在高速旋转试验器上进行了涡轮机匣的包容性试验.试验采用轮盘周向3个对称位置预制裂纹的方式,使轮盘在预定转速范围内破裂成均匀3块,得到了轮盘碎块撞击涡轮机匣的高速摄影照片.试验结果表明轮盘碎块击穿机匣撞击包容环,包容环发生大塑性变形,包住轮盘碎块.采用LS-DYNA软件对涡轮机匣包容性进行数值仿真,仿真结果与试验结果吻合良好,研究结果对航空发动机轮盘包容性设计有一定的参考价值. 展开更多

关键词 航空发动机 轮盘碎块 涡轮机匣 包容性试验 叶片 包容性

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EMD-ICA与SVM在滚动轴承故障诊断中的应用 被引量：11

7

作者 杨伟新 王平 《噪声与振动控制》 CSCD 2014年第3期182-185,共4页

针对滚动轴承非线性的早期故障信号,应用独立分量(ICA)将滚动轴承产生的故障信号从多通道混合信号中分离出来,然后采用EMD(Empirical Mode Decomposition)进行再次降噪并建立AR模型,最后提取模型的自回归参数和残差方差作为故障特征向量... 针对滚动轴承非线性的早期故障信号,应用独立分量(ICA)将滚动轴承产生的故障信号从多通道混合信号中分离出来,然后采用EMD(Empirical Mode Decomposition)进行再次降噪并建立AR模型,最后提取模型的自回归参数和残差方差作为故障特征向量,并以此作为支持向量机(SVM)分类器的输入参数来区分滚动轴承的工作状态和故障类型。实验结果表明,该方法是有效的。 展开更多

关键词 振动与波 滚动轴承 独立分量 经验模式分解 AR模型 支持向量机

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基于遗传算法参数优化的变分模态分解结合1.5维谱的轴承故障诊断 被引量：47

8

作者 边杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1618-1624,共7页

为了准确提取轴承的故障特征,提出了一种遗传算法(GA)参数优化的变分模态分解(VMD)结合1.5维谱的轴承故障诊断方法。首先以VMD方法中模态分量的包络熵值最小为优化目标,利用遗传算法对模态分量个数和二次惩罚因子进行优化,确定这两个能... 为了准确提取轴承的故障特征,提出了一种遗传算法(GA)参数优化的变分模态分解(VMD)结合1.5维谱的轴承故障诊断方法。首先以VMD方法中模态分量的包络熵值最小为优化目标,利用遗传算法对模态分量个数和二次惩罚因子进行优化,确定这两个能使VMD实现最优分解的输入参数。然后利用参数优化的VMD方法对仿真信号和轴承内环故障信号进行分解,并做各模态分量的1.5维谱图。参数优化的VMD分解得到了与仿真信号原始分量相符的4个模态分量,1.5维谱剔除了未参与二次相位耦合的10Hz频率分量。同时在1k Hz频率以下,运用本文方法提取了轴承内环故障特征频率的1至6倍频频率成分以及电机转频对它们的调制频率。由此表明,遗传算法参数优化的VMD可实现复杂信号的正确分解,1.5维谱可有效检测信号的二次相位耦合。同时,遗传算法参数优化的VMD结合1.5维谱能有效提取轴承内环故障特征,从而验证了本文方法的有效性和实用性。 展开更多

关键词 变分模态分解 遗传算法 轴承 故障诊断 1.5维谱

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黏弹性阻尼器硅油中气泡的存在对其阻尼性能的影响 被引量：1

9

作者 杨伟新 王金舜 王平 《噪声与振动控制》 CSCD 2016年第6期169-172,共4页

为了研究某型直升机尾传动轴组件黏弹性阻尼器硅油中存在气泡对其阻尼性能的影响,分别对两种阻尼器结构进行试验,其中一种阻尼器硅油胶囊中硅油存在一定长度的气泡,另一种基本上没有气泡。通过振动台对带轴承支座的两种结构阻尼器进行激... 为了研究某型直升机尾传动轴组件黏弹性阻尼器硅油中存在气泡对其阻尼性能的影响,分别对两种阻尼器结构进行试验,其中一种阻尼器硅油胶囊中硅油存在一定长度的气泡,另一种基本上没有气泡。通过振动台对带轴承支座的两种结构阻尼器进行激振,比较了两种阻尼器结构在相同激励下耗散能量的能力。同时为模拟阻尼器在直升机上的实际工况条件,还比较了两种阻尼器结构耗散能量的能力随载荷变化的情况。研究结果表明,黏弹性阻尼器硅油中存在气泡将会降低其阻尼性能。 展开更多

关键词 振动与波 黏弹性阻尼器 硅油 气泡 阻尼性能

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叶尖定时联合相位切线的旋转叶片阻尼测定 被引量：2

10

作者 边杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1840-1846,共7页

针对高速旋转叶片阻尼识别难的问题,提出了一种利用叶尖定时技术获取叶片振动响应,进而由相频曲线在共振点的切线斜率求取模态阻尼比的新方法——相位切线斜率法。对原始相频数据进行拉格朗日插值后,再由中心差分得到共振点处的切线斜... 针对高速旋转叶片阻尼识别难的问题,提出了一种利用叶尖定时技术获取叶片振动响应,进而由相频曲线在共振点的切线斜率求取模态阻尼比的新方法——相位切线斜率法。对原始相频数据进行拉格朗日插值后,再由中心差分得到共振点处的切线斜率。介绍了叶尖定时理论,阐述了相位切线斜率法原理,并将其应用于仿真阻尼与实际高速旋转离心叶片阻尼的识别当中。结果表明,相位切线斜率法在满足频率比间隔足够小(例如1×10-6)时,误差可达到1×10-4%数量级,远小于半功率带宽法的最大误差53.68%。在旋转叶片模态阻尼识别中,相位切线斜率法、半功率带宽法和Hood软件识别结果存在数量级上的可比性;不同叶片的模态阻尼比呈现一定的分散性,但总体落在8.0×10-4~1.2×10-3的范围内。由此说明,相位切线斜率法识别结果可靠可信。 展开更多

关键词 高速旋转叶片 叶尖定时 阻尼测定 振动响应

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共振点切线斜率估计模态阻尼的新方法 被引量：2

11

作者 边杰 《太原理工大学学报》 CAS 北大核心 2016年第5期563-567,共5页

针对机械振动中模态阻尼难以准确识别的问题,提出了一种利用相频曲线在共振点的切线斜率求解模态阻尼比的新方法——切线斜率法。切线斜率法首先由幅频曲线确定临界转速,然后利用相频数据拟合曲线方程,并求得拟合曲线的切线方程,最后求... 针对机械振动中模态阻尼难以准确识别的问题,提出了一种利用相频曲线在共振点的切线斜率求解模态阻尼比的新方法——切线斜率法。切线斜率法首先由幅频曲线确定临界转速,然后利用相频数据拟合曲线方程,并求得拟合曲线的切线方程,最后求得拟合曲线在共振点的切线斜率,从而确定模态阻尼比。在转子试验器上进行了转子的动力特性试验,使用切线斜率法测得转子不同位置和方位的模态阻尼比,其测量结果与半功率带宽法测量结果量值相当,平均值分别为0.128 8和0.110 9。理论分析与试验结果表明,切线斜率法可有效识别结构的模态阻尼比,可在工程上应用推广。 展开更多

关键词 转子系统 模态阻尼 阻尼识别 相频曲线 切线斜率

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高速柔性转子临界转速随支承刚度和轮盘质量的变化规律 被引量：14

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作者 聂卫健 邓旺群 +2 位作者 徐友良 杨海 郭天才 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2015年第3期19-24,共6页

以小型涡扇发动机模拟低压转子为研究对象,采用梁单元建立其动力特性的有限元计算模型,并在不同的支承刚度及轮盘质量下,运用转子动力学分析软件SAMCEF/ROTOR,对模拟低压转子的前三阶临界转速进行了系统计算及分析,揭示出了模拟低压转... 以小型涡扇发动机模拟低压转子为研究对象,采用梁单元建立其动力特性的有限元计算模型,并在不同的支承刚度及轮盘质量下,运用转子动力学分析软件SAMCEF/ROTOR,对模拟低压转子的前三阶临界转速进行了系统计算及分析,揭示出了模拟低压转子前三阶临界转速随各支承刚度、各轮盘质量的变化规律,为模拟低压转子的临界转速设计和调整提供了理论依据,可为后续全尺寸模拟低压转子的动力特性试验提供指导。 展开更多

关键词 涡扇发动机 模拟低压转子 转子动力学 支承刚度 轮盘质量 临界转速 变化规律

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双盘转子系统优化算法与试验 被引量：6

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作者 黄晶晶 郑龙席 +1 位作者 刘钢旗 梅庆 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期65-71,共7页

为了讨论不同优化算法的效果差异,利用有限元分析技术,针对典型1-0-1支承方案的双盘转子系统进行建模仿真,在分析其动力学特性的基础上,联合多学科优化软件ISIGHT,将两转盘位置作为优化变量,以1阶临界转速在10%内的变化为约束条件,采用... 为了讨论不同优化算法的效果差异,利用有限元分析技术,针对典型1-0-1支承方案的双盘转子系统进行建模仿真,在分析其动力学特性的基础上,联合多学科优化软件ISIGHT,将两转盘位置作为优化变量,以1阶临界转速在10%内的变化为约束条件,采用不同的优化算法:进化算法(EVOL)、多岛遗传算法(MIGA)、邻域培植遗传算法(NCGA)、第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)以及Pointer方法,最小化过1阶临界转速时两转盘的最大振幅,得到两转盘的最优位置.在高速柔性模拟转子试验器上进行了瞬态试验,结果表明,NSGA-Ⅱ只需要计算240个点,就可以使两转盘振幅分别下降76.94%和67.42%.因此,NSGA-Ⅱ是最适合该类转子系统的优化方法. 展开更多

关键词 双盘转子 优化算法 多目标优化 第二代非支配排序遗传算法 ISIGHT软件

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利用经验模态分解改进的CEEMD故障诊断方法 被引量：4

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作者 边杰 《矿山机械》 2016年第6期68-73,共6页

针对互补集合经验模态分解(CEEMD)方法在分解过程中会产生模态分裂的现象,提出了一种利用经验模态分解改进的CEEMD方法。由于经传统CEEMD方法分解得到的IMF分量并不能满足IMF分量的严格定义,将这些分量定义为预分解IMF分量,然后利用经... 针对互补集合经验模态分解(CEEMD)方法在分解过程中会产生模态分裂的现象,提出了一种利用经验模态分解改进的CEEMD方法。由于经传统CEEMD方法分解得到的IMF分量并不能满足IMF分量的严格定义,将这些分量定义为预分解IMF分量,然后利用经验模态分解对这些预分解IMF分量重新分解,得到正确的IMF分量。为了验证改进CEEMD方法的有效性,将它用于仿真信号分解中。仿真结果表明,该方法可以有效消除传统CEEMD方法出现的模态分裂现象,分解结果更符合实际情况。将改进的CEEMD方法对真实轴承故障信号进行分解,结合包络谱分析,可以准确提取故障特征频率,从而实现对轴承故障的有效诊断。 展开更多

关键词 互补集合经验模态分解 经验模态分解 故障诊断 滚动轴承 包络谱

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