国家自然科学基金(11272190)
- 作品数：10 被引量：29H指数：5
- 相关作者：任勇生张玉环安瑞君杜成刚刘洁更多>>
- 相关机构：山东科技大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山东省自然科学基金山东科技大学研究生科技创新基金更多>>
- 相关领域：机械工程一般工业技术动力工程及工程热物理更多>>
- 复合材料薄壁轴转子系统动力学特性的有限元分析被引量：5
- 2016年
- 采用有限元软件ANSYS建立了复合材料薄壁轴的有限元模型,通过模态分析得到系统的固有频率和临界转速,将结果与相关文献的结果进行比较,说明了模型的正确性。然后建立了包含轴承、转盘在内的复合材料薄壁轴转子系统的有限元模型,研究了转子系统的动力学特性。讨论了复合材料铺层角度、铺层顺序、长径比、轴承刚度和转盘安装位置等因素对转子系统固有频率和临界转速的影响,随后分析了转盘质量、转盘安装位置、轴承刚度和轴承阻尼对转子系统不平衡响应的影响。该分析方法为复合材料薄壁轴转子系统的动力学研究与设计,提供一种可供选择的分析方法。
- 仲惟燕任勇生高峰刘蕾刘洁
- 关键词：复合材料固有频率临界转速
- 复合材料薄壁轴动力学建模与振动特性研究
- 复合材料薄壁传动轴在机械系统中具有广泛的应用前景。建立复合材料薄壁传动轴的动力学分析模型并进行振动特性研究，可对复合材料薄壁传动轴的结构设计和性能优化提供理论基础和工程指导。 建立先进的模型是复合材料薄壁轴动力学分析与...
- 仲惟燕
- 关键词：动力学建模
- 文献传递
- 具有形状记忆合金丝的复合材料轴转子系统的振动与稳定性被引量：6
- 2015年
- 提出具有SMA丝的复合材料轴-盘-刚性支承转子系统的数学模型,研究转子系统的振动与稳定性。将轴视为一个平行于轴线方向埋入SMA丝的薄壁复合材料空心梁,盘为各向同性刚性圆盘,轴位于刚性轴承上。基于变分渐进法(VAM)描述复合材料薄壁梁的变形,基于Brinson热力学本构方程计算SMA丝的回复应力,采用Hamilton原理推导出系统的运动方程,采用Galerkin法进行模型离散化和近似数值计算。着重分析SMA丝含量和初始应变对复合材料轴振动固有频率和转子系统临界转速的影响。研究结果表明,所建立的动力学模型能够用于揭示SMA对转子系统的振动与稳定性的影响机理。
- 任勇生赵仰生安瑞君代其义
- 关键词：形状记忆合金转子系统
- 计及剪切变形的复合材料薄壁梁的阻尼分析模型
- 2017年
- 为精确描述阻尼对复合材料薄壁结构动力学特性的影响,提出一个计及剪切变形的复合材料薄壁梁的结构阻尼分析模型。基于改进的变分渐进法(VAM)描述复合材料薄壁梁的位移和应变,采用Hamilton原理导出Timoshenko梁的自由振动偏微分方程,采用Galerkin法将偏微分方程化为常微分方程,通过求解复特征值问题得到梁的模态阻尼。将阻尼计算结果与现有文献的有限元阻尼计算结果进行比对,验证了本文模型的有效性。通过算例分析得到圆截面薄壁复合材料梁的阻尼数值计算结果。研究表明,不考虑剪切变形将会得到偏高的阻尼预测结果。此外,采用的铺层方式不同,产生最大阻尼的纤维铺层角也将有所不同。
- 任勇生朱帅张玉环田继爽
- 关键词：剪切变形伽辽金法
- 具有形状记忆合金弹簧支承的转子系统的动力稳定性研究被引量：5
- 2016年
- 提出一个具有形状记忆合金(SMA)弹簧支承的旋转轴转子系统的自由振动分析模型。基于Euler-Bernoulli梁理论建立旋转轴的连续分布弹性振动方程,并且考虑旋转轴材料内阻的影响。采用Brinson模型分析SMA螺旋弹簧的受限回复刚度特性。在振型假设的基础上利用虚功原理得到转子系统的特征方程。通过数值计算分析了SMA弹簧的激励温度和初始应变对转子系统的临界转速和失稳阈的影响规律。研究表明,利用SMA弹簧的受限回复特性调节支承刚度可以提高转子系统的临界转速和失稳阈,从而增强转子系统的动力学稳定性。
- 任勇生杜成刚刘养航
- 关键词：弹性支承转子稳定性
- 基于Galerkin截断的轴向运动梁振动分析被引量：1
- 2019年
- 为研究运动梁在非线性振动中与轴向激励频率关系,添加一随时间变化的轴向激励,基于欧拉伯努利梁理论和伽辽金截断理论对欧拉梁进行八阶截断及MATLAB仿真。结果表明,轴向运动梁非线性振动在受随时间变化激励频率作用下,具有规律性以及振动模态下的振幅、固有频率随时间变化的趋势性。
- 孔小飞
- 关键词：伽辽金法激励频率
- 旋转复合材料薄壁轴的不平衡非线性弯曲振动被引量：2
- 2015年
- 研究几何非线性复合材料薄壁轴在偏心激励作用下的非线性振动特性。在轴的应变位移关系中引入Von Kármán几何非线性,基于Hamilton原理和变分渐进法(VAM)导出复合材料传动轴的拉-弯-扭耦合非线性振动偏微分方程组。为了着重研究轴的横向弯曲非线性振动特性,在上述模型中忽略轴向变形和扭转变形,得到轴的横向弯曲非线性振动偏微分方程,其中考虑了黏滞外阻和内阻的影响。采用Galerkin法,将偏微分方程转离散化为常微分方程,在此基础上利用四阶Runge-Kutta法对常微分方程组进行数值模拟,获得位移时间响应图、相平面图和功率谱图,研究了外阻、内组、偏心距和转速对非线性振动响应的影响,发现旋转复合材料薄壁轴存在混沌运动。
- 任勇生张兴琦代其义
- 关键词：旋转轴
- 具有约束层阻尼旋转复合材料轴的动态特性研究被引量：5
- 2017年
- 复合材料驱动轴在高速旋转下的振动抑制,是先进直升机和汽车传动系统结构设计需要考虑的重要问题。约束层阻尼技术是工程领域内普遍采用的实用有效的阻尼减振设计方法;然而通过采用约束层阻尼处置方式增加复合材料传动轴的阻尼能力的研究报道,目前国内外很少见到。从应力-应变关系、应变-位移关系出发,推导出复合材料Timoshenko轴、约束层与黏弹性层的动能及势能的数学表达式,采用Hamilton原理建立具有约束层阻尼的旋转复合材料轴的运动学方程。采用广义Galerkin法对动力学方程进行了离散化,建立了广义坐标表示的自由振动方程组,通过特征值求解得到系统的固有频率和阻尼比;基于比例阻尼假设和四阶Runge-Kutta数值积分方法求解上述方程,得到系统的自由振动响应曲线。通过数值分析揭示了约束层材料、黏弹性层材料、铺层方式、长径比和转速对具有约束层阻尼的旋转复合材料轴的固有振动特性以及自由振动响应特性的影响。
- 时玉艳任勇生张玉环
- 关键词：转子系统
- 变截面复合材料薄壁转轴在不同约束下的振动与稳定性被引量：1
- 2016年
- 该文针对复合材料变截面薄壁旋转轴在不同约束下的振动与稳定性问题,提出了一个动力学模型。基于变分渐进法和拉格朗日方程,推导了复合材料变截面薄壁转轴的自由振动方程。在转轴的结构模型中,综合考虑了扭转、拉伸和弯曲引起的截面翘曲的影响。采用伽辽金法,分析了截面按线性或者抛物线变化的变截面旋转轴的固有频率和临界转速,其中还考虑了一端固定一端自由和一端固定一端铰支两种边界条件以及复合材料铺层角的影响。此外,通过对比分析模型的计算结果与商用有限元软件ANSYS的结果,该文所提出的分析模型的有效性在一定程度上得到了验证。
- 马静敏任勇生
- 关键词：转轴变截面固有频率临界转速
- 受力状态下的复合材料传动轴变形分析被引量：5
- 2019年
- 以受力条件下复合材料传动轴变形为研究对象。首先,采用理论分析和有限元建模两种方法对复合材料传动轴单向受力变形规律进行了计算和比较。然后,采用有限元方法对复合材料传动轴在多重受力情况下不同材料对称铺层模式下不同铺层角的变形规律进行了求解。单向受力分析结果表明,对称铺层角为45°时有利于提高抗扭刚度,对称铺层角为0°时有利于提高复合材料轴的抗弯及轴压刚度。多重受力结果表明,对称铺层角在(0~19)°区间变形主要受扭矩影响,对称铺层角在(19~90)°区间变形主要受弯矩影响,此外还受选用的复合材料的影响。
- 张纯金任勇生张玉环
- 关键词：有限元方法扭矩
