涡轮叶片的持久寿命预测模型

镍基高温合金用于制造发动机的高压涡轮叶片.为了提高涡轮叶片持久寿命设计参数选取和设计方法的可靠性,从涡轮叶片代表性部位取材并设计、加工试验试件,进行持久寿命试验.试验过程中记录试件的变形量,进而推算出其蟠变应变,然后利用修正θ-Project Concept法来建立其持久寿命预测方程,并对其进行验证.     

自旋体系纠缠增长中的量子经典对应:纠缠和经典频率熵

研究了耦合转子中的纠缠增长及其与经典轨道之间的对应关系,通过量子演化模拟和经典轨道的功率谱分析,发现了纠缠增长随着经典轨道的变化而改变,并且这种对应关系和经典轨道的功率谱密切相关.经典功率谱越复杂,纠缠增长越快.以经典功率谱为基础,通过引入一个新的物理量--经典频率熵,用来标度经典轨道运动的稳定性.计算结果表明,在量子体系的最大纠缠和经典体系的经典频率熵之间存在很好的对应关系.     

电磁作用激发的水电机组转子轴系振动研究

水轮发电机组的振动问题是长期困扰广大科研工作者的一个难题,也一直是学术界研究的热点.本文针对某大型水轮发电机转子轴系,首先建立了轴系扭振的微分方程组,给出了轴系整体扭振零频的计算公式,并计算了零频数值.接着在考虑了转子静偏心、振动偏心和转动偏心的综合影响后,求得了气隙磁场能量和单边电磁拉力的表达式,并应用机电耦联系统的能量法,求得了系统由电磁力激发的组合强迫共振响应的一次近似解.最后并应用奇异性理论对分岔方程进行了分析,求得了分岔集、滞后集、双极限集和转迁集的参数区间,给出了普适开折平面和物理参数平面上的分岔图,求得了机组稳定运行区域的电磁参数.本文所得结论对水电机组的工程设计人员具有重要的指导意义.     

非线性呼吸行为对带横向裂纹Jeffcott转子稳定性的影响

在分析现有力学模型局限性的基础上,考虑转子在失稳转速附近复杂的涡动状态,构建了不依赖于重力占优假设的含横向裂纹的Jeffcott转子的通用运动方程和一种拟合的裂纹呼吸模型。根据Floquet稳定性理论,用打靶法分析了该裂纹转子模型运动的稳定性。结果表明,刚度相对变化量、系统阻尼、裂纹相位角等系统参数对模型的运动稳定性都有较大影响,特别是裂纹相位角对稳定性的影响很复杂;在临界转速附近,裂纹的非线性呼吸行为可以提高转子的稳定性,且改变了失稳发散的行为;在亚临界转速附近,裂纹的非线性呼吸行为会降低转子的稳定性,使周期运动发生结构失稳。     

涡轮叶片蠕变全过程的修正Graham模型的参数识别

针对定向凝固镍基合金制造的航空发动机涡轮叶片,从涡轮叶片典型部位取材并设计制造模拟试件,在980℃下不同应力水平下进行单轴蠕变试验。对试验数据进行了唯象学的数学描述,并对ANSYS有限元分析软件中Graham蠕变模型进行了修正,使修正后的模型能够比较精确地描述单轴蠕变的全过程。并应用修正Graham模型对试验过程进行数值模拟,研究表明ANSYS有限元模拟蠕变的结果和试验数据吻合较好。这说明了修正Graham模型模拟单轴蠕变过程的合理性,该模型在一定程度上为ANSYS在金属材料蠕变分析方面的二次开发提供了理论基础。     

涡轮叶片的解析成型与优化设计方法

本文发展了一种对于涡轮叶片用任意圆锥曲线作为基本曲线实现几何成型的解析方法,大量试算表明,该方法可以适应相当大一部分涡轮叶片几何造型的需要．本文还用正反问题相结合的方法对实用中的涡轮叶片进行改型优化,取得了较好效果,Ｎ－Ｓ流场分析表明,改型后的新叶栅比原叶栅性能有明显改善．     

数学机械化在转子系统分析中的应用

以转子－轴承系统中两圆盘转子为研究对象,在计及陀累力矩的条件下,通过对两圆盘转子临界转速与振型参数的分析,对吴消去法在转子动力学研究中的应用做了初步探索,将吴消去法的特征列思想 Maple软件的符号计算功能相结合,实现了对两圆盘转子临界转速与振型参数的解析计算与分析。     

失衡转子的动力响应分析

转子失衡是现场机组转子的常见故障之一.究其故障起因可将转子失衡从理论上划分为力不平衡和力偶不平衡两种类型,而在转子的实际运行过程中,这两种失衡状态往往是相互耦合在一起共同对转子的不平衡响应发挥作用的,此特性无疑给现场转子不平衡响应的识别和诊断工作,以及转子的现场动平衡工作带来了极大的困难.本文基于全息谱技术,通过对失衡转子的工频振动进行再分解,从而在理论上得到了两种失衡状态的动力响应特征.试验结果表明,应用本文提出的识别指标得到的理论计算结果与试验结果完全吻合,识别指标可对两类失衡转子在不同运行工况下的动力响应特征做出准确、可靠的描述.这一研究结果将对现场转子主导失衡故障类型的诊断、故障严重程度的评估及现场转子的动平衡工作产生重要影响.     

裂纹转子振动特性分析

以具有刚性支承的水平Jefcott裂纹转子为研究对象,考虑涡动的影响,建立了裂纹转轴在固定坐标系中的刚度矩阵,推导了裂纹转子振动的运动方程,并通过数值方法分析了其动态特性。数值分析表明：裂纹转子振动响应中出现1X、2X、3X……分量,且当Ω=1/2,1/3…时,2X,3X…分量分别达到最大值;转子的中心轨迹形状随Ω变化而变化,当β=0-π逐渐增大时,响应中1X分量显著减小。考虑弯扭耦合振动时,振动响应中出现一些新的频率成分。同步激励的情况下,当ω＝ωN／n(n=2,3,4,…）时,扭转振动响应中nX分量也达到最大值。     

碰摩转子系统的非光滑分析

通过建立转子系统碰摩的Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射,将对非光滑碰摩系统的研究转化为对Ｐｏｉｎｃａｒｅ映射的分析,文中主要对转子碰摩当中一类特殊的运动形式－单点碰摩下的擦边现象者了详细研究。从序列的极限理论出发分析了该映射的周期不动点的稳定性及其吸引域,得到了转子系统在接近擦边运动时解随系统参数变化的分岔情形。