摩擦激励下螺旋桨推进轴系弯扭耦合振动研究
螺旋桨推进轴系中水润滑轴承-轴颈摩擦诱导异常振动、噪声是制约舰艇隐身性能的重要因素,研究其成因机制和影响规律对于识别和有效控制异常振动、噪声具有重要价值。为此,从非线性摩擦和轴系整体动力学耦合的角度对螺旋桨推进轴系摩擦诱导振动问题进行分析。采用速度依赖型的Stribeck摩擦模型描述轴承-轴颈的动摩擦特性,考虑非线性摩擦-扭转振动-横向振动的耦合作用,在此基础上利用Hamilton原理和有限元法建立连续轴系的非线性动力学方程。运用Newmark-β法和Newton-Raphson迭代相结合的方式求解并获取系统非线性动力学响应,分析动摩擦特性及弯-扭耦合作用对轴系摩擦诱导振动的影响规律。结果表明,相较于纯扭转系统,弯-扭耦合系统更容易产生摩擦自激振动。除轴承-轴颈摩擦特性外,不稳定的弯曲模态同样为耦合系统摩擦自激振动的重要成因。
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压电叠堆式惯性移动机构的设计与试验
提出通过改变压电移动机构和接触面之间正压力的方法改变机构不同方向的摩擦力,使机构沿规定方向运动。介绍了压电叠堆式惯性移动机构的工作机理,设计并研制了试验装置,并进行了试验研究。结果表明,机构在方波这种对称波形信号的激励下能够实现可控的正向直线运动。
基于电泳法的石墨烯涂层制备与摩擦学性能研究
采用电泳沉积方法在硅基体上制备石墨烯涂层,研究了不同电压对石墨烯涂层表面形貌、微观结构与摩擦学性能的影响,并在往复式球盘摩擦磨损试验机上研究了石墨烯涂层在不同载荷(1~9 N)下的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜、能谱仪、光学显微镜、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪分析石墨烯涂层的表面形貌、结构特征、磨损表面形貌及石墨烯结构成分的变化.结果表明:石墨烯涂层可将硅基体的表面摩擦系数从0.6降至0.1;在低压(15~60 V)条件下电泳制备的石墨烯涂层具有更加致密的微观结构,表面承载能力强,减摩性能优异.本研究中揭示了基于电泳法制备的石墨烯涂层作为固体润滑涂层应用的可行性.
机械密封润滑状态及摩擦扭矩的研究
建立了考虑粗糙度作用并处于流体动压润滑状态下的机械密封理论模型。用理论模型可计算端面摩擦扭矩,并确定密封的润滑状态。以20~#机油为密封介质,测定实际的摩擦扭矩,对理论模型进行了实验验证。此外,还对影响密封端面润滑状态的因素进行了分析。
柱塞泵螺旋沟槽式柱塞-铜套副缝隙流场流动与均压特性
为考察螺旋沟槽结构对柱塞-铜套副缝隙流动和均压特性的影响,该文结合某型斜盘柱塞泵实际结构组成,采用计算流体力学方法,对螺旋沟槽式柱塞-铜套摩擦副在不同工况下的缝隙流场进行了数值仿真,分析比较了6种不同表面结构柱塞-铜套副的油膜压力分布、倾斜力矩大小和缝隙流动特性变化情况,并利用理论计算和试验方法对仿真结果进行了检验。结论表明,螺旋沟槽结构使缝隙油膜压力更加均匀稳定,柱塞最大倾斜力矩和倾斜力矩变化幅度减小。当柱塞泵转速为1 000 r/min,柱塞位置为90°时,与无沟槽柱塞相比,螺旋沟槽式柱塞-铜套副在轴向位置25 mm处圆周向压力变化幅度减小了24.05%~55.77%,柱塞最大倾斜力矩减小了49.01%~103.14%。各种螺旋沟槽结构中,单圈螺旋沟槽起点与柱塞端面的距离增加,沟槽均压作用增强;相对于单圈沟槽,多圈螺旋沟槽更有利于提升摩...
摩擦与配合间隙对超长大型液压缸承载能力影响规律研究
以水利工程中启闭机油缸为例,对超长大型液压缸最大轴向载荷进行计算分析.研究了两端耳环与支座轴销之间的摩擦、缸筒与活塞杆的配合间隙对轴向承载能力的影响规律,利用有限元软件ANSYS对液压缸进行非线性屈曲分析.样机试验得出最大轴向载荷为580kN,与理论计算值相差约6%,验证了理论模型的合理性.分析结果表明,由强度条件确定的极限载荷小于由稳定性条件确定的临界载荷,液压缸允许的最大轴向载荷由极限载荷衡量.随着配合间隙的减小或摩擦因数的增大,液压缸轴向承栽能力增加,如当摩擦因数从0增加到0.3,允许的最大轴向载荷增加约5.5%.
曲轴式柱塞泵机械效率的研究
在深入剖析曲轴式柱塞泵结构的基础上,建立了更为精细的柱塞运动和受力的力学模型。通过推导一个周期中有用功与摩擦力所消耗掉的能量的表达式,得出了机械效率的计算方法。具体算例表明,文中方法能够更精确地计算柱塞在其运动过程中与柱塞缸壁问的摩擦力和消耗的能量,进而可以更准确地计算曲轴式柱塞泵的机械效率。
斜盘式轴向柱塞泵摩擦副分析
分析了斜盘式轴向柱塞泵马达摩擦润滑的研究现状根据斜盘式柱塞泵的工作原理分析了柱塞和缸体孔、滑靴与斜盘、缸体和配流盘三对摩擦副的润滑性能特点、摩擦性能的影响因素等提出了改善其摩擦润滑状态的方法.
基于ADINA的组合式动密封泄漏量与摩擦力计算
为了对高精度电液伺服马达的内泄漏做定量研究,文中提出了一种基于有限元的油膜控制方程数值解法.该方法首先利用有限元软件ADINA计算密封件表面的接触应力,然后使用逆解法求解一维雷诺方程得到油膜厚度,进而计算出泄漏量与摩擦力,在计算过程中使用3次多项式拟合入口区压力,解决了逆解法中压力二阶导数函数拐点难以确定的问题;分析了O型圈预压缩率、介质压力、转子半径、马达转速及油温对泄漏量和摩擦力的影响.结果表明,与传统的迭代法相比,该方法具有较高的数值稳定性与效率,适用于不同工况下马达泄漏量和摩擦力的计算,为弹性填充式密封的设计提供了理论依据.
高速旋转接头中液压控制密封间隙原理分析
高速旋转接头是板材开卷机及卷取机涨缩机构上的关键部件,在高速旋转接头中,当固定件与旋转件采用间隙密封时,密封间隙会由于外界干扰发生变化,导致磨损加剧或泄漏增加。针对上述问题,在设计中采用了液压反馈控制密封间隙机构,以保证固定件与旋转件在工作时密封间隙恒定,只产生黏性的液体摩擦。并利用流体力学的理论,详细分析了液压反馈控制原理,为反馈控制式旋转接头的研制提供了理论依据。