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输流管道动力有限元建模及实验研究 被引量：21
1
作者 姬贺炯 白长青 韩省亮 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期422-427,479,共6页
在输流管道系统中由结构-流体相互耦合作用导致的管道振动对工业生产的安全性、经济性具有重要影响。工程中常用有限元中的管单元建立管道动力学模型,用附加质量法或顺序耦合方法进行输流管道系统的动力学分析,这种建模和分析方法可能... 在输流管道系统中由结构-流体相互耦合作用导致的管道振动对工业生产的安全性、经济性具有重要影响。工程中常用有限元中的管单元建立管道动力学模型,用附加质量法或顺序耦合方法进行输流管道系统的动力学分析,这种建模和分析方法可能会造成管道中结构-流体相互耦合效应的缺失。本文搭建了输流管道系统的实验平台,分别在管道无水和充水两种状态下进行管道系统模态实验,并将实验结果分别与所建立的无水管道有限元模型和充水管道流固耦合模型分析结果进行了对比,验证了壳单元及实体单元管道动力学模型的合理性。通过实验和数值分析研究其动力特性发现:壳单元动力学模型更合理准确,管道系统由于流固耦合作用的影响产生了新的振动形态;附加质量法分析结果缺失了系统的某些低阶模态,表明了输流管道系统流固直接耦合动力学建模的必要性。 展开更多
关键词 输流管道 流固耦合 有限元建模 动力特性
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液体火箭发动机推力室喉部结构热疲劳寿命预估研究 被引量：4
2
作者 张亮 吴海波 +2 位作者 张德禹 黄道琼 李录贤 《火箭推进》 CAS 2014年第5期24-28,43,共6页
为了准确预估液体火箭发动机推力室喉部结构的热疲劳寿命,采用热-力耦合方法对推力室喉部结构在整个循环加载过程中的变形进行数值模拟。以最危险的温度最高和变形最大处为考察点,在多次循环载荷下,综合运用循环疲劳和准静态疲劳理论,... 为了准确预估液体火箭发动机推力室喉部结构的热疲劳寿命,采用热-力耦合方法对推力室喉部结构在整个循环加载过程中的变形进行数值模拟。以最危险的温度最高和变形最大处为考察点,在多次循环载荷下,综合运用循环疲劳和准静态疲劳理论,对数值计算结果进行分析,预估了结构的热疲劳寿命。研究表明:单次循环下,喉部结构寿命预估值最小,偏保守和安全,因而推荐工程设计和工程应用最优先参考。 展开更多
关键词 热疲劳寿命 循环疲劳 准静态疲劳 热-力耦合分析 数值模拟
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离心压缩机转子密封碰磨故障的振动特征及诊断 被引量：6
3
作者 徐朝蓉 徐自力 +1 位作者 邱恒斌 赵宇 《噪声与振动控制》 CSCD 2015年第3期177-180,共4页
某离心压缩机试运转阶段,在工作转速下出现振动爬升,导致轴振过大,引起机组打闸停机。为消除机组故障,对启动过程和工作转速下的轴振进行了测试。根据轴振变化趋势及对不同转速和不同时刻的振动时域和频域特征分析,判明该转子故障是由... 某离心压缩机试运转阶段,在工作转速下出现振动爬升,导致轴振过大,引起机组打闸停机。为消除机组故障,对启动过程和工作转速下的轴振进行了测试。根据轴振变化趋势及对不同转速和不同时刻的振动时域和频域特征分析,判明该转子故障是由转子和密封碰磨造成的。为验证故障原因,取出隔板密封和轮盖密封,使转子无法产生密封碰磨,此状态下机组运转良好,说明查找的故障原因正确。调整机组密封间隙后,转子故障消除,机组运转良好。 展开更多
关键词 振动与波 转子 碰磨 密封 故障诊断
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油气井密封结构的变形与失效行为研究进展 被引量：3
4
作者 王正锦 王铁军 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第3期635-655,共21页
在今后相当长一个时期,石油和天然气依然是人类的主要能源.油气井密封是油气开采中最重要的作业之一,在水平钻井、水力压裂等最新的油气开采技术中发挥着重要的作用,促进了页岩气等非常规油气开采的发展.密封质量会直接影响油气井的安... 在今后相当长一个时期,石油和天然气依然是人类的主要能源.油气井密封是油气开采中最重要的作业之一,在水平钻井、水力压裂等最新的油气开采技术中发挥着重要的作用,促进了页岩气等非常规油气开采的发展.密封质量会直接影响油气井的安全和生产效率,密封元件的失效可造成严重的环境污染和生命财产损失.因此,深入理解密封元件的失效行为,对于油气井安全评估具有重要意义.水泥和可溶胀高弹体密封是两种最主要的密封方式.水泥密封已有百余年历史,溶胀式高弹体密封则是一种相对较新的密封技术.本文介绍这两种油气井密封结构变形与失效行为的国内外最新研究进展.首先,介绍固井水泥环固化过程中的应力演化、生产作业导致的应力、水泥环的失效模式和失效判据方面的研究进展;然后,介绍溶胀式高弹体封隔器的基本原理、力学理论、测试方法、失效模式及失稳等方面的研究进展. 展开更多
关键词 油气开采 密封 水泥 高弹体 应力 失效
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汽轮机、燃气轮机相关国际标准背后的力学问题 被引量：3
5
作者 徐自力 方宇 +2 位作者 赵宇 王建录 赵世全 《汽轮机技术》 北大核心 2015年第3期161-164,共4页
国际标准是先进技术的结晶,既有很好的理论基础,同时也是对行业实践的总结,得到了广泛认可。然而,这些标准通常仅给出了简单结论性的概念和表达式,没有给出其背后的原理和机理,如果不能对其深入理解,将影响标准的使用和作用发挥。以国... 国际标准是先进技术的结晶,既有很好的理论基础,同时也是对行业实践的总结,得到了广泛认可。然而,这些标准通常仅给出了简单结论性的概念和表达式,没有给出其背后的原理和机理,如果不能对其深入理解,将影响标准的使用和作用发挥。以国际标准ISO10814"机械振动-机器不平衡敏感度和不平衡灵敏度"为例,将复杂转子系统在共振附近等效为单自由度系统,推导出了模态灵敏度的计算公式,解释了其物理含义。从频响函数角度给出了基于奈奎斯特图法试验确定某个共振转速下模态灵敏度的理论依据。采用半功率点法,推导出了基于波德图法试验确定某个共振转速的模态灵敏度的计算公式。计算了某1 000MW机组的临界转速和对应的模态灵敏度,计算结果表明该转子系统的各阶临界转速均处于中等敏感度机器灵敏度的A区,即灵敏度很低,具有较好的动力学特性。本文工作对相关国际标准的理解和灵活应用有参考价值。 展开更多
关键词 汽轮机 燃气轮机 国际标准 转子 ISO 10814
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具有复杂振荡模式电路系统的数值分析研究 被引量：2
6
作者 于蓉蓉 谢勇 尚云艳 《信阳师范学院学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第3期367-372,共6页
首先,研究模型中混合模式振荡的变化规律,通过电压的时间序列得到小振幅振荡峰峰间距序列的加周期分岔图与倍周期分岔图,以及发放数的阶梯状改变等结果.然后,在参数的"台阶"之间区域分析了混合模式振荡的阵发性混沌现象和非... 首先,研究模型中混合模式振荡的变化规律,通过电压的时间序列得到小振幅振荡峰峰间距序列的加周期分岔图与倍周期分岔图,以及发放数的阶梯状改变等结果.然后,在参数的"台阶"之间区域分析了混合模式振荡的阵发性混沌现象和非阵法性混沌现象.最后,探讨电路模型中的其他因素对系统混合模式产生的影响.利用小振幅振荡的峰峰间距图,发现弱扰动的频率和扰动强度大小都能改变电路系统的发放模式. 展开更多
关键词 电路 分岔 发放数 混沌 混合模式振荡
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瞬态热载荷下热障涂层系统界面断裂研究 被引量：3
7
作者 范学领 张光辉 江鹏 《固体火箭技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期765-769,共5页
瞬态热载荷是航空、航天发动机及重型燃气轮机热端部件热障涂层系统的典型服役工况,对涂层的剥离失效有着显著影响。研究了含单边界面裂纹热障涂层系统在瞬态热载荷作用下的裂纹扩展驱动力,考察了不同材料和物理参数对瞬态热载荷下热障... 瞬态热载荷是航空、航天发动机及重型燃气轮机热端部件热障涂层系统的典型服役工况,对涂层的剥离失效有着显著影响。研究了含单边界面裂纹热障涂层系统在瞬态热载荷作用下的裂纹扩展驱动力,考察了不同材料和物理参数对瞬态热载荷下热障涂层系统界面断裂行为的影响规律。研究表明,相对于稳态热载荷而言,瞬态热载荷工况尤为恶劣,会显著影响涂层的界面断裂行为,明显增大界面裂纹裂尖能量释放率,进而会引起热防护涂层的快速剥离。 展开更多
关键词 热障涂层 界面裂纹 瞬态热载荷 能量释放率
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厚板的高阶剪切变形理论研究 被引量：9
8
作者 段铁城 李录贤 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第5期1096-1113,共18页
已有多种厚板理论和高阶剪切变形模型,但仍需要进一步研究以更加完善.首先根据平均转角及上下表面剪应力自由这两个条件,提出了具有统一高阶剪切变形模型的中面位移模式,并将之表示为正交分解形式.根据正交特性,定义了板的广义应力;运... 已有多种厚板理论和高阶剪切变形模型,但仍需要进一步研究以更加完善.首先根据平均转角及上下表面剪应力自由这两个条件,提出了具有统一高阶剪切变形模型的中面位移模式,并将之表示为正交分解形式.根据正交特性,定义了板的广义应力;运用板问题应变能密度表示的等价性,提出了与广义应力功共轭的广义应变表示形式,建立了板的本构关系.证明了不同转角定义时虚功原理板理论表示的客观性,以及与三维弹性理论表示的等价性.运用虚功原理,建立了变分自洽的高阶厚板理论和变分渐近的低阶厚板理论,推导了相应的平衡方程及边界条件,分析了与已有板理论的异同.以广义应力形式建立了厚板理论的平衡方程,厘清了不同转角表示时板理论间的关系、低阶厚板理论与高阶厚板理论间的关系以及剪切系数计算等若干基本问题.对圣维南扭转问题的求解证明了该理论的正确性. 展开更多
关键词 统一高阶剪切变形模型 广义应力 广义应变 虚功原理 高阶理论 低阶理论
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动网格区域对叶片颤振流固耦合计算效率及精度的影响 被引量：3
9
作者 王蕤 仲继泽 +1 位作者 徐自力 阚选恩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第9期2086-2092,共7页
采用分区动网格对叶片进行流固耦合分析时,动网格区选取不当,会影响计算效率及精度。考虑到叶片振动主要影响叶片周围的流场,取叶片附近区域为动网格区,并通过弹性体法实时更新其内部网格。采用RANS方程描述流场,并通过SIMPLE算法求解... 采用分区动网格对叶片进行流固耦合分析时,动网格区选取不当,会影响计算效率及精度。考虑到叶片振动主要影响叶片周围的流场,取叶片附近区域为动网格区,并通过弹性体法实时更新其内部网格。采用RANS方程描述流场,并通过SIMPLE算法求解流场得到叶片表面静压。通过直接积分法求解叶片振动控制方程得到叶片响应。通过叶片振动与流场之间的迭代求解实现流固耦合计算。采用对数衰减率评估叶片振动的稳定性,对数衰减率为0时的压比即为颤振临界压比。计算了轴流压气机叶片的颤振边界,并研究了动网格区对计算效率及精度的影响。结果表明,对于叶高为0.17m左右的轴流压气机叶片来说,取动网格区外边界到叶片的距离与叶片最大位移的比值约为2时,能够在保持计算精度的前提下,最大限度地提高计算效率,计算时间比全域动网格减少了13.4%,颤振临界压比的计算值相对全域动网格的误差为0.49%。 展开更多
关键词 叶片 流固耦合 颤振边界 分区动网格
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拉杆转子界面局部脱开识别的改进广义柔度矩阵法 被引量：5
10
作者 赵博 徐自力 阚选恩 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第5期724-729,共6页
燃气轮机拉杆转子在拉杆预紧松弛时,重力、振动及热变形等因素都可能导致轮盘非连续界面的局部分离。拉杆转子各界面上弯矩随着转速改变而变化,通过不同阶次临界转速时各界面的接触状态可能不同,因此只能使用对应阶次的模态参数对界面... 燃气轮机拉杆转子在拉杆预紧松弛时,重力、振动及热变形等因素都可能导致轮盘非连续界面的局部分离。拉杆转子各界面上弯矩随着转速改变而变化,通过不同阶次临界转速时各界面的接触状态可能不同,因此只能使用对应阶次的模态参数对界面分离发生的位置和程度进行识别。使用振型约束的方式对损伤识别的广义柔度矩阵法进行了改进,能够使用任意单阶模态参数识别结构的损伤。利用拉杆转子临界转速和振型的变化量,结合其静止时的模态参数,使用所提出方法对界面脱开进行识别,结果表明该方法能够得到界面局部脱开的位置和程度。 展开更多
关键词 转子动力学 拉杆组合转子 柔度矩阵法 损伤识别 陀螺效应
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