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旋轉葉片:機匣系統(tǒng)碰摩動力學

旋轉葉片:機匣系統(tǒng)碰摩動力學

定 價:¥86.00

作 者: 馬輝 等 著
出版社: 科學出版社
叢編項:
標 簽: 工業(yè)技術 機械/儀表工業(yè) 機械零件及傳動裝置

ISBN: 9787030518569 出版時間: 2017-03-01 包裝: 平裝
開本: 32開 頁數(shù): 252 字數(shù):  

內容簡介

  本書以葉片-機匣碰摩系統(tǒng)為研究對象,建立了懸臂梁、懸臂板、盤片結構、轉子-葉片和轉子-盤片結構動力學模型,推導了葉片-彈性機匣碰摩力模型,分析了葉片-機匣碰摩對葉片、轉子、機匣振動以及榫連接觸特性的影響,并通過模型實驗,驗證了所開發(fā)模型的有效性。

作者簡介

  聞邦椿,東北大學教授,博士研究生導師,1930年9月生于浙江杭州。1955年畢業(yè)于東北工學院,1957年研究生畢業(yè)后留校任教。現(xiàn)為東北大學機械設計及理論研究所名譽所長、遼寧省創(chuàng)意產業(yè)協(xié)會會長,曾任東北大學機械設計及理論985工程首席教授。1991年當選為中國科學院院士?,F(xiàn)任國際轉子動力學技術委員會委員、國際機器理論與機構學聯(lián)合會中國委員會委員。先后曾任東北工學院機械二系主任,國務院學位委員會第二、三、四屆學科評議組成員,國家自然科學獎、技術發(fā)明獎、科學技術進步獎評審委員會委員,國家“長江學者”獎勵委員會評審組成員,國家自然科學基金評審組成員,第六、七、八、九屆全國政協(xié)委員,中國振動工程學會理事長,《振動工程學報》主編,《機械工程學報》等多種雜志編委,上海交通大學“振動、沖擊、噪聲”國家重點實驗室學術委員會主任,北京吉利大學校長等。他長期從事教學工作,講授“機械振動學”等課程。除培養(yǎng)本科生外,截至2015年末,已培養(yǎng)122名碩士研究生、90名博士研究生和16名博士后,指導國外訪問學者2名,為我國人才培養(yǎng)做出了重要貢獻。在科研方面,他完成了國家自然科學基金重大項目、重點項目和973計劃、863計劃項目等國家縱向和橫向科研項目數(shù)十項。開辟了幾個重要學術方向,撰寫出版了《振動利用工程》、《工程非線性振動》,均為國際上該領域第一部專著。他和課題組同事先后發(fā)表學術論文800余篇,署名第一作者的論文180多篇,被SCI、EI和ISTP檢索的近260篇,被引用3000余次。他完成了諸多理論和技術創(chuàng)新,取得了重大的經濟和社會效益。他撰寫及參與的著作、教材及手冊共有70部,作為第一作者的有55部。兩部著作獲全國優(yōu)秀科技圖書二等獎,主編的《機械設計手冊》獲中國出版政府獎提名獎。他獲國際獎2項,國家獎5項,省、部級一、二等獎20余項,獲國家專利20余項。2012年被授予全國振動利用工程研究領域的“終身成就獎”。他曾訪問36個國家,多次應邀去德國、日本等國講學,參加在美國、英國等20余個國家召開的國際學術會議,宣讀論文70余篇,多次應邀做大會報告,4次主持國際學術會議,擔任會議主席。他曾是中共東北工學院和東北大學三屆黨委委員,多次獲遼寧省勞動模范、沈陽市特等勞動模范和優(yōu)秀共產黨員稱號,是我國第一批享受國務院特殊津貼的專家。他的簡歷及科研成果已載入《世界名人錄》和國內的多種名人辭典中。馬輝,東北大學機械工程與自動化學院教授,博士生導師,本書第一作者。1978年9月生于河北省安平縣,2007年獲機械設計及理論博士學位,留校任講師,2015年晉升為教授。2008年8月~2011年3月,在沈陽鼓風機集團有限公司從事博士后研究工作;2014年11月~2015年10月,在英國謝菲爾德大學做訪問學者,合作導師郎自強教授;2010年獲遼寧省優(yōu)秀博士后,2011年入選“教育部新世紀人才支持計劃”,2013年入選東北大學首批高層次人才培養(yǎng)計劃“曙光學者”。應邀擔任《聲學與振動》雜志編委、International Journal of Rotating Machinery特邀編輯、機械工程學會和振動工程學會高級會員,并擔任Journal of Sound and Vibration、Mechanical Systems and Signal Processing、《機械工程學報》、《振動工程學報》等32個國內外學術期刊的審稿人。主要從事旋轉機械動力學方面研究,為東北大學聞邦椿院士課題組核心成員之一、“航空動力裝備振動及控制”教育部重點實驗室(B類)主要成員之一。近幾年主持國家自然科學基金[大型離心壓縮機轉子系統(tǒng)的耦合碰摩故障機理若干關鍵問題的研究(50805019)、航空發(fā)動機旋轉葉片-涂層機匣碰摩機理及動力學特性研究(U1433109)]、教育部博士點基金、中國博士后基金、教育部基本科研項目和機械傳動國家重點實驗室、機械結構強度與振動國家重點實驗室開放基金等縱向科研項目11項;同時參加了多個國家自然科學基金重點項目、973計劃和863計劃項目。參與撰寫著作1部,獲國家發(fā)明專利4項,計算機軟件著作權6項;獲得遼寧省科技進步獎一等獎1項,中國冶金科學技術獎二等獎和中國機械工業(yè)科學技術獎二等獎各1項。

圖書目錄

前言 第1章 緒論 1 1.1 目的及意義 1 1.2 國內外研究現(xiàn)狀 3 1.2.1 葉片-機匣碰摩模型研究 3 1.2.2 懸臂葉片碰摩動力學特性研究 11 1.2.3 旋轉帶冠葉片碰撞動力學特性研究 12 1.2.4 盤片及轉子-盤片系統(tǒng)葉尖碰摩動力學特性研究 12 1.2.5 葉片-機匣碰摩實驗研究現(xiàn)狀 14 1.3 本書的主要內容 16 參考文獻 17 第2章 旋轉葉片動力學建模 22 2.1 概述 22 2.2 旋轉懸臂梁動力學模型 22 2.2.1 旋轉葉片運動微分方程 22 2.2.2 旋轉葉片連續(xù)系統(tǒng)離散動力學方程 25 2.3 旋轉懸臂板動力學模型 28 參考文獻 33 第3章 轉子-葉片耦合系統(tǒng)動力學建模及模型驗證 34 3.1 概述 34 3.2 轉子-葉片耦合系統(tǒng)動力學模型 34 3.2.1 轉子-葉片耦合系統(tǒng)運動微分方程 34 3.2.2 轉子-葉片耦合系統(tǒng)矩陣組集 43 3.3 基于固有特性的模型驗證 49 3.4 本章小結 61 參考文獻 61 第4章 旋轉葉片-彈性機匣碰摩模型及模型驗證 62 4.1 概述 62 4.2 葉片-機匣碰摩模型 63 4.2.1 葉片-機匣碰摩模型推導 63 4.2.2 不同參數(shù)對碰摩力的影響 66 4.3 葉片-機匣碰摩實驗 69 4.3.1 實驗設備 69 4.3.2 實驗結果 70 4.4 基于準靜態(tài)碰摩力的仿真及實驗結果對比 73 4.4.1 不同尺寸葉片碰摩力結果分析 73 4.4.2 不同轉速下碰摩力結果分析 74 4.4.3 本章模型與現(xiàn)有模型的比較 75 4.5 動態(tài)碰摩力仿真 76 4.5.1 機匣動力學模型 76 4.5.2 旋轉葉片的動態(tài)法向碰摩力 77 4.6 本章小結 79 參考文獻 80 第5章 基于懸臂梁理論的葉片-機匣碰摩動力學 81 5.1 概述 81 5.2 旋轉葉片模型建立與驗證 81 5.2.1 旋轉葉片動力學模型 81 5.2.2 基于固有特性及響應的模型驗證 82 5.3 考慮葉尖碰摩的旋轉葉片動力學模型 83 5.4 考慮葉尖碰摩的旋轉葉片振動響應分析 85 5.4.1 靜態(tài)不對中的影響 85 5.4.2 機匣剛度的影響 88 5.4.3 機匣變形的影響 90 5.5 本章小結 92 第6章 旋轉帶冠葉片碰撞動力學 93 6.1 概述 93 6.2 旋轉帶冠葉片模型建立與驗證 93 6.2.1 旋轉帶冠葉片動力學模型 94 6.2.2 考慮碰撞帶冠葉片動力學模型 98 6.2.3 基于固有特性及響應的模型驗證 98 6.3 不同參數(shù)對碰撞振動響應的影響 100 6.3.1 冠間間隙對系統(tǒng)響應的影響 100 6.3.2 葉片轉速對系統(tǒng)響應的影響 105 6.3.3 氣動力幅值對系統(tǒng)響應的影響 107 6.4 本章小結 109 參考文獻 109 第7章 基于懸臂板理論的葉片-機匣碰摩動力學 110 7.1 概述 110 7.2 基于固有特性的懸臂板葉片模型驗證 110 7.3 含不對中的葉片-機匣碰摩模型 112 7.4 葉片-機匣碰摩導致的振動響應分析 113 7.4.1 機匣剛度的影響 114 7.4.2 不對中的影響 118 7.4.3 葉片-機匣最小間隙的影響 119 7.5 本章小結 120 第8章 基于變厚度殼的葉片-機匣碰摩動力學 122 8.1 概述 122 8.2 基于變厚度殼的葉片有限元模型 122 8.3 葉片固有特性分析 124 8.4 葉片-機匣碰摩模型 126 8.5 葉片-機匣碰摩動力學特性分析 129 8.5.1 氣動力幅值的影響 131 8.5.2 靜態(tài)不對中的影響 135 8.5.3 機匣剛度的影響 138 8.5.4 葉片氣動力頻率的影響 141 8.6 本章小結 143 第9章 不同葉片模型對葉尖碰摩動力學特性的影響 144 9.1 概述 144 9.2 葉片有限元模型及葉片-機匣碰摩模型 144 9.2.1 葉片的有限元模型 144 9.2.2 考慮葉片和機匣寬度的葉片-機匣碰摩模型 145 9.3 無碰摩情況下4種葉片模型動力學特性分析 146 9.4 4種葉片模型葉尖碰摩動力學特性分析 152 9.4.1 基于梁模型的碰摩響應分析 153 9.4.2 基于等厚度直板模型的碰摩響應分析 154 9.4.3 基于等厚度扭板模型的碰摩響應分析 155 9.4.4 基于變厚度殼模型的碰摩響應分析 158 9.5 本章小結 161 參考文獻 161 第10章 榫連盤片結構葉尖-機匣碰摩動力學 162 10.1 概述 162 10.2 盤片有限元模型及簡化的葉尖碰摩力模型 162 10.2.1 盤片有限元模型 162 10.2.2 模擬葉尖局部碰摩的脈沖力模型 164 10.3 考慮葉尖碰摩的葉片動力學及榫連接觸特性分析 165 10.3.1 轉速的影響 165 10.3.2 侵入量的影響 173 10.4 本章小結 177 參考文獻 178 第11章 轉子-葉片-機匣系統(tǒng)碰摩動力學 179 11.1 概述 179 11.2 轉子-葉片-機匣系統(tǒng)碰摩動力學模型 179 11.3 不同碰摩力模型對系統(tǒng)碰摩響應的影響 183 11.4 不同參數(shù)對單葉片碰摩響應的影響 185 11.4.1 機匣質量對系統(tǒng)碰摩響應的影響 185 11.4.2 機匣剛度對系統(tǒng)碰摩響應的影響 187 11.5 不同參數(shù)對多葉片碰摩響應的影響 189 11.5.1 轉速對碰摩的影響 189 11.5.2 不同葉片數(shù)對碰摩的影響 192 11.6 仿真與實驗結果對比分析 193 11.7 本章小結 202 參考文獻 202 第12章 轉軸-盤片-機匣系統(tǒng)葉尖碰摩動力學 203 12.1 概述 203 12.2 考慮葉尖碰摩的轉軸-盤片系統(tǒng)動力學模型 203 12.2.1 轉軸-盤片系統(tǒng)有限元模型 203 12.2.2 含葉尖碰摩的轉軸-盤片-機匣系統(tǒng)有限元模型 205 12.2.3 基于固有特性的模型驗證 207 12.3 轉軸-盤片-機匣系統(tǒng)碰摩振動響應分析 212 12.3.1 轉速的影響 214 12.3.2 安裝角的影響 217 12.3.3 機匣剛度的影響 219 12.4 本章小結 224 參考文獻 225 附錄A 懸臂板相關矩陣附錄 226 附錄B 轉子-葉片相關矩陣附錄 231 附錄B.1 葉片矩陣元素表達式 231 附錄B.2 葉片-轉子耦合矩陣元素表達式 232 附錄B.3 葉片-轉子附加矩陣元素表達式 234 附錄B.4 葉片-轉子非線性力向量元素表達式 237 彩圖

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