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国家自然科学基金(11176010)

作品数:13 被引量:79H指数:7
相关作者:刘占生徐方程夏鹏张广辉张雯更多>>
相关机构:哈尔滨工业大学中国运载火箭技术研究院中国工程物理研究院更多>>
发文基金:国家自然科学基金中国航空科学基金中国博士后科学基金更多>>
相关领域:机械工程航空宇航科学技术动力工程及工程热物理一般工业技术更多>>

文献类型

  • 13篇中文期刊文章

领域

  • 10篇机械工程
  • 9篇航空宇航科学...
  • 2篇动力工程及工...
  • 1篇一般工业技术
  • 1篇理学

主题

  • 8篇轴承
  • 6篇径向
  • 6篇箔片轴承
  • 4篇气体
  • 3篇静特性
  • 2篇单元法
  • 2篇动力学特性
  • 2篇有限单元法
  • 2篇载力
  • 2篇气体轴承
  • 2篇转子
  • 2篇稳定性
  • 2篇泄漏量
  • 2篇密封
  • 2篇面粗糙度
  • 2篇径向气体轴承
  • 2篇浮环
  • 2篇浮环密封
  • 2篇刚度
  • 2篇表面粗糙度

机构

  • 12篇哈尔滨工业大...
  • 2篇中国运载火箭...
  • 1篇中国工程物理...
  • 1篇中国航天科技...

作者

  • 12篇刘占生
  • 7篇徐方程
  • 4篇张广辉
  • 4篇夏鹏
  • 3篇马瑞贤
  • 3篇张雯
  • 2篇闫佳佳
  • 1篇李锋
  • 1篇李锋
  • 1篇孙毅
  • 1篇李明海
  • 1篇王羽
  • 1篇何鹏
  • 1篇曹智选
  • 1篇徐宁
  • 1篇王祥和

传媒

  • 7篇航空动力学报
  • 2篇机械工程学报
  • 2篇推进技术
  • 1篇振动与冲击
  • 1篇Chines...

年份

  • 2篇2018
  • 2篇2017
  • 3篇2016
  • 1篇2015
  • 2篇2014
  • 2篇2013
  • 1篇2012
13 条 记 录,以下是 1-10
排序方式:
基于二维厚板模型的波箔片轴承静特性被引量:10
2012年
建立平箔片的二维厚板有限元模型,运用有限单元法和有限差分法耦合求解Reynolds方程和气膜厚度方程,研究了在两个工作转速下气体波箔片轴承在中截面和边缘处最小气膜厚度随轴承承载力变化规律.通过数值仿真对该模型、一维梁模型、二维薄壳模型和文献实验数据进行对比分析,结果表明:在轴承中截面处,3个模型的最小气膜厚度仿真结果都与实验结果符合得很好,但在轴承边缘处,由于二维厚板模型考虑了平箔片的剪切效应,因此其最小气膜厚度比二维薄壳模型的结果更接近实验值,而一维梁模型只考虑轴承圆周方向,因此不能体现气膜厚度沿轴承长度方向的变化规律.通过研究,为分析箔片轴承动力学特性奠定了理论基础.
刘占生徐方程张广辉曹智选
关键词:有限单元法承载力
波箔型径向气体箔片轴承-转子系统升降速动态特性试验被引量:3
2014年
为了研究以波箔型径向气体箔片轴承为支承的轴承-转子系统动力学特性,专门设计了波箔型径向气体箔片轴承试验台,质量为0.458kg的转子在该试验台上实现了超过80 000r/min的运转速度.径向轴承为波箔型径向气体箔片轴承,止推轴承为多叶箔片轴承.试验结果表明:波箔型径向气体箔片轴承能够实现转子高速运行,在转子起飞后具有良好的运行稳定性,其轴承支承处振动位移幅值一直维持在20μm之内.由于驱动涡轮受到不平衡气流力的作用,转轴升速时的起飞转速要高于降速时的起飞转速.
徐方程刘占生马瑞贤黄飞淋
关键词:试验台设计
浮环密封运动机理及对轴系稳定性的影响被引量:15
2016年
浮环密封是引起轴系失稳的重要因素之一。建立浮环密封和转子瞬时运动关系,考虑温度影响,基于有限单元法求解瞬态流体动压力。利用摄动法求解锁死条件下浮环密封动力学系数,并与试验对比。结合非线性摩擦力和数值计算特点,提出浮环锁死动力学条件。建立浮环和转子耦合动力学模型,考虑瞬态流体动压力和摩擦力,研究浮环运动机理及相关因素。结果表明在小偏心率条件下,浮环负交叉刚度远大于主刚度;摩擦力越小、转速越高,锁死位置偏心率越小;锁死位置偏心较小时,浮环密封易引发轴系半频失稳现象,与工程实际相符合。
刘占生夏鹏张广辉徐宁
关键词:浮环密封稳定性瞬态响应转子动力学
CFD优化火箭涡轮泵间隙密封静动态特性计算模型被引量:8
2017年
Bulk flow模型被广泛应用于计算火箭涡轮泵间隙密封泄漏量和动力学系数,然而半经验性的边界条件和阻力系数会降低模型的准确性。CFD数值模拟近年来被应用于间隙密封的研究,表现出优越的性能,然而瞬态计算动力学系数效率较低。结合两种方法的优势,利用CFD稳态流场分布,计算密封间隙边界条件,同时基于泄漏量相等优化目标,确定Bulk flow模型中阻力系数,并采用有限单元法数值求解优化后Bulk flow方程组。与文献中数值结果对比,数值结果与试验结果更加吻合,主刚度和交叉刚度最大偏差率为10.15%和7.54%。
夏鹏王祥和刘占生温健全
关键词:涡轮泵计算流体动力学泄漏量
箔片摩擦效应对转子-箔片轴承系统动力学特性影响试验被引量:3
2014年
为了研究波纹箔片和轴承壳之间的摩擦特性对转子-箔片轴承系统动力学特性的影响,设计了波箔型径向气体箔片轴承-转子试验台,通过在该试验台上对以两组不同轴承壳圆柱孔内表面粗糙度的箔片轴承支承的质量为0.458kg的转子进行转速为0~8 000r/min的运行试验,对比分析了波纹箔片与轴承壳内壁之间的摩擦效应对系统转子动力学特性的影响.结果表明:直径为19.98mm的波箔型径向气体箔片轴承能够实现转子高速运行,在转子起飞后具有良好的运行稳定性,其轴承支承处的振动幅值一直维持在20μm附近,并且降低轴承壳内表面粗糙度(摩擦因数)能够让波纹箔片相对容易地在平箔片和轴承壳之间周向滑移,使其吸收并消除转子高频振动,提高转子系统运行稳定性.
徐方程刘占生张雯马瑞贤王羽
关键词:表面粗糙度轴心轨迹稳定性
浮环密封结构弹性对间隙泄漏量和动力学系数的影响被引量:11
2017年
为了研究高压条件下浮环密封结构弹性变形对间隙流体激励产生的影响,基于bulk flow模型、有限单元法和位移-位移耦合模式,建立密封间隙流体激励和浮环结构耦合模型。通过与文献和商业软件对比,验证耦合模型的正确性和计算方法的准确性。研究结果表明高压条件下浮环结构弹性导致密封间隙明显缩小,对心条件下,入口处弹性变形达到21.43%,泄漏量减小19.2%。同时,主刚度降低,交叉刚度相对增加,锁死偏心率越大,结构弹性的影响越明显,导致转子临界转速降低和振动响应增大。
夏鹏刘占生
关键词:浮环密封BULKFLOW泄漏量
A transient bulk flow model with circular whirl motion for rotordynamic coefficients of annular seals被引量:7
2018年
Bulk flow model with perturbation simplification has been used to calculate rotordynamic coefficients in annular seals which have significant influences on the dynamic behavior of rotors in turbomachinery. In this work, a transient bulk flow model with arbitrary rotor motion is developed, and the boundary conditions and friction factor in the model are calibrated with steady Computational Fluid Dynamics(CFD) analysis. The numerical solution scheme is developed based on the finite element method to obtain the transient reaction force in the seal clearance. With a periodic circular rotor orbit, the transient forces at multiple whirling frequencies are used to evaluate the rotordynamic coefficients. The leakage flowrate of CFD analysis has good agreement with experimental results and the calibrated parameters in bulk flow model are dependent on operating conditions. Although CFD calibration improves the accuracy of the perturbed bulk flow model, the direct damping is overestimated and the cross-coupled damping is underestimated. Compared with the perturbed model, the predictions of the transient bulk flow model are more agreeable with the experiment.
Peng XIAZhansheng LIUXiangyu YUJingming ZHAO
关键词:TURBULENCE
基于箔片非线性刚度模型的气体箔片轴承静特性研究被引量:6
2016年
基于箔片轴承结构刚度试验结果推导单个波纹箔片非线性刚度模型,通过有限差分法耦合求解气体Reynolds方程、气膜厚度方程和单个波纹箔片非线性刚度方程得到了轴承静态特性,研究波纹箔片非线性刚度对轴承静态特性的影响。通过对波纹箔片非线性模型和文献中的波纹箔片等刚度模型仿真结果进行对比分析,结果表明:单个波纹箔片刚度具有很强的非线性,轴承气膜压力分布不均使得轴承承载区波纹箔片的刚度要远远大于非承载区的刚度,并且轴承轻载时非线性刚度模型刚度值较小导致仿真得到的轴颈偏心率和非承载区的气膜厚度都明显大于文献恒定刚度模型的结果。此外,通过分析得出了一种先进行刚度试验得到单个箔片非线性刚度模型后利用数值方法进行求解的箔片轴承静特性分析方法。
徐方程孙毅刘占生张雯
关键词:有限差分法
基于波纹箔片刚度试验的气体箔片轴承动力学特性被引量:3
2015年
为了研究波纹刚度特性以及其对箔片轴承动力学特性的影响,设计了波纹箔片刚度测试试验台。分别对两端固定和一端固定一端自由两种约束条件下的波纹箔片刚度进行了测试,并将试验结果与仿真结果进行了对比分析。最后基于轴承波纹结构刚度特性,利用小扰动法求解了轴承动力学特性系数,研究了波纹箔片刚度特性对轴承动力学特性系数的影响。结果表明:两端固定波纹箔片刚度较一端固定一端自由波纹箔片单位宽度刚度大5倍以上,并且随着波纹变形量的增加,两端固定约束使其波纹箔片刚度比一端固定一端自由波纹箔片更具有非线性,而刚度仿真结果并没有体现出非线性,只是模型中引入的结构摩擦因数使得刚度值随摩擦因数有所增大。最后轴承载荷增加会使得轴承刚度系数以及主阻尼增加,其他阻尼系数减小,并且鉴于波纹箔片刚度非线性的原因,采用刚度试验值计算得到的轴承动力学系数增加幅度要明显大于文献仿真模型。
徐方程张雯刘占生
关键词:结构刚度
箔片摩擦对波箔型径向气体轴承静刚度和悬浮转速影响实验被引量:6
2013年
加工制造了两个不同轴承壳体圆柱孔内表面的表面粗糙度的波箔型径向气体轴承.在建立的波箔型径向气体轴承性能测试实验台上对预紧状态下两个波箔型径向气体轴承进行了静刚度测试实验,并利用摩擦力矩法测量了波箔型径向气体轴承的悬浮转速,通过对比两个轴承的实验结果分析了波纹箔片和轴承壳体之间的摩擦效应对轴承静刚度和悬浮转速的影响.结果表明:降低轴承壳体圆柱孔内表面的表面粗糙度能够减弱波纹箔片和轴承壳体之间的摩擦,减小了轴承静刚度,进而在轴承载荷相同的条件下有效降低了波箔型径向气体轴承的悬浮转速,减少了轴承表面磨损,对轴承结构设计和提高轴承寿命具有工程指导意义.此外,波箔型径向气体轴承的静刚度并不是线性的,而是随着箔片变形量的增大而增大,因此有必要在波箔型径向气体轴承理论建模时考虑箔片结构刚度的非线性特性.
徐方程刘占生马瑞贤闫佳佳
关键词:表面粗糙度摩擦力矩
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