基于数控流水线技术的开放式数控系统 被引量：9

1

作者 董靖川 王太勇 徐跃 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2009年第6期1130-1139,共10页

为使开放式数控系统的设计不依赖于特定的软硬件平台,提出了一种由数控主控流水线线程、驱动程序和数控微代码实时执行单元构成的数控流水线体系。该体系定义了开放的数控规范指令和数控微代码接口,保证模块的互换性,实现了流水线的可... 为使开放式数控系统的设计不依赖于特定的软硬件平台,提出了一种由数控主控流水线线程、驱动程序和数控微代码实时执行单元构成的数控流水线体系。该体系定义了开放的数控规范指令和数控微代码接口,保证模块的互换性,实现了流水线的可重构。数控流水线线程封装了从指令译码到生成数控微代码的主要控制功能,并采用标准编程接口和软件开发技术确保可移植性。数控微代码实时执行单元由可重构的开放式硬件进行实时控制,通过缓冲区隔离了流水线的实时和非实时部分。实验表明,数控流水线体系可适应各种通用的软硬件平台,为开放式数控系统的构建提供了一种实用方法。 展开更多

关键词 数控系统 数控流水线 开放式 数控微代码 可重构

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基于ARM和DSP的可重构数控系统 被引量：18

2

作者 徐跃 王太勇 +2 位作者 赵艳菊 董靖川 李波 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期848-851,共4页

针对柔性化制造的要求,构建了以ARM、DSP为基础的数控系统平台。该平台集成度高、稳定性强,能实现生产过程的高速度、高精度要求;同时巧妙利用SRAM解决了现场可编程门阵列(FPGA)动态重构中的重建时隙问题,实现了基于FOGA的可重构设计,... 针对柔性化制造的要求,构建了以ARM、DSP为基础的数控系统平台。该平台集成度高、稳定性强,能实现生产过程的高速度、高精度要求;同时巧妙利用SRAM解决了现场可编程门阵列(FPGA)动态重构中的重建时隙问题,实现了基于FOGA的可重构设计,提高了系统的柔性。在硬件基础上引入嵌入式实时操作系统RT-Linux,采用层次化软件设计,提高了数控系统运行的稳定性和任务调度的实时性。试验结果证明该方案是可行的。 展开更多

关键词 机床 数控系统 可重构 ARM DSP 实时操作系统 现场可编程门阵列 SRAM

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基于蚁群算法的工艺路线生成及优化 被引量：29

3

作者 刘伟 王太勇 +1 位作者 周明 饶俊 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2010年第7期1378-1382,共5页

针对计算机辅助工艺规划中的工艺路线的决策问题,提出了一种基于蚁群算法的工艺路线生成及优化算法。该算法将被加工零件划分为若干特征元,并由各个特征元的加工链得到该零件的加工元;根据加工元的属性,用加权海明距离表示加工元之间的... 针对计算机辅助工艺规划中的工艺路线的决策问题,提出了一种基于蚁群算法的工艺路线生成及优化算法。该算法将被加工零件划分为若干特征元,并由各个特征元的加工链得到该零件的加工元;根据加工元的属性,用加权海明距离表示加工元之间的相似度;根据加工元之间的约束条件,确定其优先加工关系并得到各自的前趋加工元;对基本蚁群算法进行改进,在禁忌准则和约束条件的限制下对解空间进行搜索,从而得到优化的零件加工工艺路线。通过实例验证了该算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 计算机辅助工艺规划 特征元 加工元 工艺路线 优化 蚁群算法

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3K-Ⅱ型直齿行星齿轮传动的固有特性 被引量：23

4

作者 宋轶民 张俊 +2 位作者 张君 王世宇 刘建平 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期23-28,共6页

为揭示3K-II型直齿行星齿轮传动的固有特性,建立该类传动系统在系杆随动参考坐标系下的平移—扭转耦合动力学模型。模型设定系统中每个构件均拥有3自由度,并计入各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度和陀螺效应等影响因素。通过分析各构... 为揭示3K-II型直齿行星齿轮传动的固有特性,建立该类传动系统在系杆随动参考坐标系下的平移—扭转耦合动力学模型。模型设定系统中每个构件均拥有3自由度,并计入各构件的支承刚度、轮齿时变啮合刚度和陀螺效应等影响因素。通过分析各构件间的相对位移关系,推导出系统的运动微分方程,进而求解其特征值问题即可获知系统的固有频率和相应振型。固有特性分析表明,3K-II型行星齿轮传动具有与2K-H行星齿轮传动类似的三种典型振动模式,即扭转振动模式、平移振动模式和行星轮振动模式。列出三种典型振动模式下传动系统的运动特征。 展开更多

关键词 行星齿轮传动 固有频率 振型

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基于总线架构的多层次监控开放数控系统 被引量：10

5

作者 刘清建 王太勇 +2 位作者 徐跃 支劲章 刘振忠 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1589-1594,共6页

提出了一种基于Profibus-DP总线与PXI总线的开放式数控系统的设计方案。对总线的时间特性进行了分析,其满足数控系统加工控制高速度、高精度的要求。控制器采用IPC架构,通过对功能单元的不同配置实现数控系统的快速重构。同时,基于网络... 提出了一种基于Profibus-DP总线与PXI总线的开放式数控系统的设计方案。对总线的时间特性进行了分析,其满足数控系统加工控制高速度、高精度的要求。控制器采用IPC架构,通过对功能单元的不同配置实现数控系统的快速重构。同时,基于网络技术,采用三层集成监控的模式,将状态监测、故障诊断、加工优化等技术融合到数控系统中。最后,利用已开发出的原型机验证了方案的可行性。 展开更多

关键词 机械工程 机床 数控系统 监控 层次化 总线

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基于现场总线的开放式网络化数控系统的设计 被引量：9

6

作者 徐跃 王太勇 +2 位作者 赵艳菊 董靖川 谭斌 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期678-684,共7页

针对数控系统在高度集成化过程中产生的柔性和稳定性问题,构建了一个基于两层网络的可监控数控系统.将Profibus-DP总线和SERCOS总线应用于数控系统的控制器设计中,解决了数控系统因信息交互密集而产生的实时性、可靠性差的问题.控制器基... 针对数控系统在高度集成化过程中产生的柔性和稳定性问题,构建了一个基于两层网络的可监控数控系统.将Profibus-DP总线和SERCOS总线应用于数控系统的控制器设计中,解决了数控系统因信息交互密集而产生的实时性、可靠性差的问题.控制器基于PC架构,通过引入RTX系统改善了桌面操作系统实时性差的不足;采用组件技术实现软件设计,系统任务模块为可独立运行的实现某种控制功能的程序块.通过对功能单元的配置得到不同的程序模块,从而实现控制器的快速重构.将故障监测与诊断技术用于数控系统设计中,构建了层次化的可监控体系,开发了原型机,在数控系统网络化研究方面进行了一定探索. 展开更多

关键词 数控 PROFIBUS总线 SERCOS总线 层次化

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嵌入式数控系统的结构可靠性分析 被引量：6

7

作者 刘清建 王太勇 +2 位作者 王涛 支劲章 刘振忠 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第2期149-155,共7页

当前对数控系统可靠性研究主要是一种滞后的可靠性研究,是对于成熟产品使用中出现的故障的研究,侧重于系统维修方面,而很少从可靠性工程的角度来研究.为此,对处于可靠性工程早期阶段的嵌入式数控系统的结构可靠性进行了分析和建模,给出... 当前对数控系统可靠性研究主要是一种滞后的可靠性研究,是对于成熟产品使用中出现的故障的研究,侧重于系统维修方面,而很少从可靠性工程的角度来研究.为此,对处于可靠性工程早期阶段的嵌入式数控系统的结构可靠性进行了分析和建模,给出基于实时操作系统(RTOS)平台的嵌入式数控系统层次化模块结构图,在对数控系统功能和实际开发过程分析的基础上,对传统的Littlewood模型进行了改进,得到了改进的Littlewood模型,即Improved-Littlewood模型,并将模型用于一个嵌入式数控系统的结构可靠性设计阶段,给出了模型中各种参数矩阵的确定方法,最后得到系统的结构失效密度模型和可靠度模型,验证了方法的可行性. 展开更多

关键词 数控系统 可靠性 Littlewood模型 失效密度

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外圆纵磨再生颤振稳定性理论及评价方法的研究 被引量：6

8

作者 蒋永翔 王太勇 +2 位作者 黄国龙 黄毅 张莹 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2008年第12期61-63,78,共4页

磨削过程中的再生颤振现象是影响工件磨削质量的主要因素之一。基于再生颤振机理,以切入磨再生颤振建模为基础,将外圆纵磨过程简化为多步以磨削接触区为磨削宽度的小切入磨的叠加,建立了工件、砂轮小宽度切入磨动力学模型并对其稳定性... 磨削过程中的再生颤振现象是影响工件磨削质量的主要因素之一。基于再生颤振机理,以切入磨再生颤振建模为基础,将外圆纵磨过程简化为多步以磨削接触区为磨削宽度的小切入磨的叠加,建立了工件、砂轮小宽度切入磨动力学模型并对其稳定性进行了研究。在此基础上,探讨了符合外圆纵磨特点的稳定性分析及评价方法,分析了工件主轴转速,砂轮主轴转速,磨削深度和轴向进给速度对稳定性的影响,为外圆磨削颤振抑制提供依据。磨削试验结果与理论分析一致,验证了外圆纵磨再生颤振模型及稳定性理论的正确性。 展开更多

关键词 外圆纵磨 再生颤振 稳定性

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轴承套圈内圆在线电解修整磨削试验 被引量：9

9

作者 杨黎健 任成祖 靳新民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期212-214,共3页

提出了一种新的在线电解修整磨削轴承内圈的方法。该方法直接将导电的金属工件做为电解阴极,将铸铁基CBN砂轮作为阳极,在磨削过程中利用工件电极对砂轮进行修锐,维持了与传统在线电解修整磨削相同的磨削过程,保证了磨削过程的稳定进行... 提出了一种新的在线电解修整磨削轴承内圈的方法。该方法直接将导电的金属工件做为电解阴极,将铸铁基CBN砂轮作为阳极,在磨削过程中利用工件电极对砂轮进行修锐,维持了与传统在线电解修整磨削相同的磨削过程,保证了磨削过程的稳定进行。使用W10的砂轮可获得表面粗糙度Ra为0.03μm的加工表面。 展开更多

关键词 在线电解修整 内圆磨削 电火花整形 轴承套圈

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水轮机筒阀电液同步控制系统数学建模与仿真 被引量：4

10

作者 肖聚亮 宋伟科 +1 位作者 王国栋 洪鹰 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期105-112,共8页

为了满足水轮机筒阀在启闭过程中的多缸同步和速度控制的要求,对筒阀电液同步控制系统中的主要液压部件,如电液比例方向阀、同步液压马达、比例节流阀和非对称液压缸进行动态数学建模分析,给出了水轮机筒阀电液同步控制系统非线性数学模... 为了满足水轮机筒阀在启闭过程中的多缸同步和速度控制的要求,对筒阀电液同步控制系统中的主要液压部件,如电液比例方向阀、同步液压马达、比例节流阀和非对称液压缸进行动态数学建模分析,给出了水轮机筒阀电液同步控制系统非线性数学模型.针对筒阀在启闭过程中对同步性能和速度控制要求高的特点,提出一种双闭环(同步闭环和速度闭环)综合控制方式,该控制方式内环负反馈用于多缸同步控制,外环负反馈用于多缸速度控制.利用Simulink对系统进行仿真研究,并和试验结果进行了对比.结果表明,该系统和控制方式能满足水轮机筒阀在启闭过程中对速度和同步性能的要求. 展开更多

关键词 水轮机筒阀 电液同步控制 多缸同步 双闭环控制

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基于遗传算法的工艺路线生成及优化 被引量：14

11

作者 刘伟 王太勇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期203-208,202,共7页

针对计算机辅助工艺规划中的工艺路线的决策问题,通过实例介绍了一种基于遗传算法的工艺路线优化算法。首先将被加工零件划分为若干特征元,采用反向设计法生成每个特征元的加工工序序列;根据特征元之间的约束关系,确定特征元的优先加工... 针对计算机辅助工艺规划中的工艺路线的决策问题,通过实例介绍了一种基于遗传算法的工艺路线优化算法。首先将被加工零件划分为若干特征元,采用反向设计法生成每个特征元的加工工序序列;根据特征元之间的约束关系,确定特征元的优先加工关系并建立优化目标函数;设计了校验程序以保证染色体的有效性;在目标函数的基础上建立了适应度函数;设计了染色体的复制、交换和突变算法,然后利用遗传算法对工艺路线进行优化。最后通过实例验证了该算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 计算机辅助工艺规划 特征元 工艺路线 优化 遗传算法

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基于Pareto遗传算法的切削用量优化 被引量：10

12

作者 刘伟 王太勇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期220-224,234,共6页

针对计算机辅助工艺规划中的切削用量决策问题,提出了一种基于Pareto遗传算法的切削用量优化算法。首先,以切削速度和进给量为优化变量,以切削效率和刀具耐用度为优化目标,通过对约束条件的分析,建立多目标优化模型。其次,改进选择算子... 针对计算机辅助工艺规划中的切削用量决策问题,提出了一种基于Pareto遗传算法的切削用量优化算法。首先,以切削速度和进给量为优化变量,以切削效率和刀具耐用度为优化目标,通过对约束条件的分析,建立多目标优化模型。其次,改进选择算子,设置非劣解集以保存进化过程中用竞争法构造产生的Pareto最优解,从而保证算法的搜索方向;建立基于小生境技术的排挤机制以提高种群的多样性。然后,采用混合交叉算子和步长变异算子进行基因重组,经过若干次迭代,得到一个均匀分布于Pareto前沿的优化解集。最后,通过实例验证了该算法的可行性和有效性。 展开更多

关键词 计算机辅助工艺规划 切削用量 多目标优化 Pareto遗传算法 小生境技术

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具有3层重构能力的可重构数控系统 被引量：3

13

作者 王涛 刘清建 +1 位作者 王太勇 王立文 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期197-201,共5页

提出了一个软硬件可重构的数控系统平台方案,给出了硬件系统的重构策略,并设计了一个引导型软件重构开发平台。通过对数控系统的功能分析,将重构分为核心功能重构、工作功能重构和辅助功能重构,并以此研究了数控系统硬件重构、软件重构... 提出了一个软硬件可重构的数控系统平台方案,给出了硬件系统的重构策略,并设计了一个引导型软件重构开发平台。通过对数控系统的功能分析,将重构分为核心功能重构、工作功能重构和辅助功能重构,并以此研究了数控系统硬件重构、软件重构和模块重构的关系和协同设计问题。 展开更多

关键词 数控系统 硬件重构 软件重构 模块重构

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面向在机检测系统的IGES复杂型面再生及其虚拟仿真模型 被引量：2

14

作者 何改云 王金路 +1 位作者 郑惠江 刘健 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期287-292,共6页

为实现在机检测系统与通用实体建模软件的数据传输以及与虚拟仿真模型的实时交互,深入研究了基于初始图形交换规范(initial graphics exchange specification,IGES)的拓扑信息,提出了符合该文件格式中各种常用图形实体几何信息的存储结... 为实现在机检测系统与通用实体建模软件的数据传输以及与虚拟仿真模型的实时交互,深入研究了基于初始图形交换规范(initial graphics exchange specification,IGES)的拓扑信息,提出了符合该文件格式中各种常用图形实体几何信息的存储结构.以Visual C++为开发平台,设计出符合IGES规范的数据结构及其程序算法,为非均匀有理B样条(non-uniform rational B-spline,NURBS)曲线、直线和组合曲线等多种图元实体都定义了各自的结构体,并且以结构体为节点将其存储到各自的链表当中,最终以类的形式进行封装.借助于OpenGL图形库函数读取存储到链表中的实体数据,实现了IGES数据中基面的绘制以及对内外边界的裁剪,最终完成了对在机检测系统中复杂空间型面的再生以及与虚拟仿真模型的交互.程序成功读取了约1,M大小的IGES数据文件,并实现了原模型的再生. 展开更多

关键词 初始图形交换规范(IGES) 虚拟仿真模型 复杂型面 在机检测系统(OMVS)

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齿面接触分析初始值自动求解算法实现 被引量：2

15

作者 李敬财 王太勇 +2 位作者 何改云 李清 郝永江 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1401-1404,共4页

建立了一套齿面接触区分析计算时可自动求解初始值的算法.以建立的齿面数学模型为基础,将齿面离散化成点阵结构.对于一对啮合的齿面,在这两个齿面点阵上分别任意取一点,在装配坐标系下,使这对点绕各自的旋转轴转一定角度后法矢量相等,... 建立了一套齿面接触区分析计算时可自动求解初始值的算法.以建立的齿面数学模型为基础,将齿面离散化成点阵结构.对于一对啮合的齿面,在这两个齿面点阵上分别任意取一点,在装配坐标系下,使这对点绕各自的旋转轴转一定角度后法矢量相等,计算出这对点的空间距离.考虑到整个齿面点阵点的组合,找到空间距离最小的一对点,则由这对点给出的相应参数值便可作为求解齿面接触区分析的初始值.通过实际算例,验证了该算法的有效性和实用性. 展开更多

关键词 齿轮 齿面接触分析 初始值

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多质量目标的曲轴NTR弯曲镦锻成形工艺优化 被引量：3

16

作者 王栋彦 张连洪 李航 《塑性工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期1-5,共5页

研究提高曲轴NTR弯曲镦锻外形质量的工艺参数优化方法。以中速船用6G32曲轴为例,借助数值模拟方法预测曲轴成形结果,设定曲轴外形质量评价准则。应用正交实验方法设计实验方案,模拟多种工艺条件下曲轴弯曲镦锻成形。根据实验结果,以降... 研究提高曲轴NTR弯曲镦锻外形质量的工艺参数优化方法。以中速船用6G32曲轴为例,借助数值模拟方法预测曲轴成形结果,设定曲轴外形质量评价准则。应用正交实验方法设计实验方案,模拟多种工艺条件下曲轴弯曲镦锻成形。根据实验结果,以降低曲轴成形塌角缺陷、减少飞边量、降低设备载荷为目标,采用响应面分析方法,建立评价指标与各工艺参数的函数表达式,优化始锻温度、NTR设备肘杆终锻角、模具运动方式、模具运行速度等曲轴NTR弯曲镦锻工艺参数。 展开更多

关键词 曲轴 NTR弯曲镦锻 多质量目标 优化方法

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在机检测中三角网格拓扑重建方法的研究 被引量：2

17

作者 郑惠江 王太勇 何改云 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第30期212-215,共4页

对STL(Stereo Lithographic)模型中三角面片进行拓扑重建是解决在机检测系统中对零件模型表面进行曲面划分的前提条件之一。在建立点-边拓扑关系的基础上,将原有基于顶点坐标值浮点数比较的半边匹配结构转化为基于索引值的整型数匹配,... 对STL(Stereo Lithographic)模型中三角面片进行拓扑重建是解决在机检测系统中对零件模型表面进行曲面划分的前提条件之一。在建立点-边拓扑关系的基础上,将原有基于顶点坐标值浮点数比较的半边匹配结构转化为基于索引值的整型数匹配,并提出了基于关联-散列结构三角网格拓扑重建方法。该方法采用散列结构为辅助数据结构来减少STL模型顶点归并和边界归并的计算量,利用STL模型相邻网格单元数据相关性降低哈希函数的构建难度并提高冲突处理效率,在滤除冗余数据的同时完成拓扑关系的建立。计算实例验证了该算法的高效性和有效性。 展开更多

关键词 在机检测 拓扑重建 三角网格 STL模型 关联-散列结构

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基于多类SVM与改进EMD的故障诊断 被引量：5

18

作者 饶俊 王太勇 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第6期29-31,36,共4页

鉴于传统方法在智能故障诊断中存在着一些不足,提出了一种基于多类支持向量机(SVM)和改进的经验模式分解(EMD)的故障检测与诊断办法。首先通过采用窗口平均法的EMD将原始信号自适应分解到分布在不同频带的基本模式分量(IMF),再用特征归... 鉴于传统方法在智能故障诊断中存在着一些不足,提出了一种基于多类支持向量机(SVM)和改进的经验模式分解(EMD)的故障检测与诊断办法。首先通过采用窗口平均法的EMD将原始信号自适应分解到分布在不同频带的基本模式分量(IMF),再用特征归一化处理进行特征提取,然后输入多类SVM分类器进行分类,从而对设备的当前状况作出判断。经过实验证明,本方法可以有效地对轴承设备进行故障诊断。 展开更多

关键词 支持向量机 故障诊断 经验模式分解 特征提取

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ELID磨削砂轮表面氧化膜状态的表征 被引量：3

19

作者 杨黎健 任成祖 靳新民 《工具技术》 2011年第6期40-43,共4页

在线电解修整磨削(ELID)是一种电化学加工技术,可在磨削过程中对铸铁基砂轮进行连续修整,非常适合硬脆材料的超精密镜面加工。在ELID磨削过程中,砂轮表面氧化膜的状态对ELID磨削影响重大,在磨削过程中维持良好的氧化膜状态是获良好表面... 在线电解修整磨削(ELID)是一种电化学加工技术,可在磨削过程中对铸铁基砂轮进行连续修整,非常适合硬脆材料的超精密镜面加工。在ELID磨削过程中,砂轮表面氧化膜的状态对ELID磨削影响重大,在磨削过程中维持良好的氧化膜状态是获良好表面质量的前提保证。本文通过粘附性实验,建立了氧化膜的状态归一化模型,利用在ELID磨削过程中可实时监测的物理量———电流和磨削力来表征氧化膜状态,并建立了可识别氧化膜状态的模糊神经网络。 展开更多

关键词 磨削砂轮 在线电解修整 氧化膜 状态表征

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汽轮机干摩擦阻尼叶片的共振特性分析 被引量：1

20

作者 黄毅 王太勇 +1 位作者 张莹 李强 《天津大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期963-966,共4页

为了研究汽轮机干摩擦阻尼器叶片在谐波激励作用下的主共振特性,将摩擦力的迟滞回线进行谐波展开到二次项;用平均法求出系统主共振的稳态响应方程;分析了激励幅值、外阻尼、特别是阻尼器参数与响应之间的关系.结果表明,阻尼器具有抑制... 为了研究汽轮机干摩擦阻尼器叶片在谐波激励作用下的主共振特性,将摩擦力的迟滞回线进行谐波展开到二次项;用平均法求出系统主共振的稳态响应方程;分析了激励幅值、外阻尼、特别是阻尼器参数与响应之间的关系.结果表明,阻尼器具有抑制叶片共振振幅和共振调频的效果,但接触面压力需取适当值,使阻尼器处于最佳摩擦接触状态. 展开更多

关键词 干摩擦 阻尼叶片 平均法 共振 汽轮机

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