螺栓连接平板稳态热滑移及非连续转子动力学特性研究
发布时间：2020-10-26 23:24
螺栓连接结构是非连续结构最为普遍的一种形式,广泛存在于燃气轮机和航空发动机中,由螺栓连接结构热滑移引起各类设备事故的案例不胜枚举,因此研究螺栓连接结构的接触特性是保证连接结构部件强度的基础、是提高旋转机械动力学分析精度的基础、是确保机械设备安全性和稳定性的基础。基于螺栓连接结构易产生热滑移的现象,从螺栓连接结构的力学接触特性和接触界面的热力耦合传递规律着手,分析了螺栓连接结构产生热滑移的原因,同时分析螺栓连接法兰产生热滑移对非连续转子临界转速和振动响应的影响。本文首先从微观尺度,以单个微凸体为研究对象,分析了粗糙表面间的接触特性,得到了微凸体变形量和与刚性平板的接触面积随加载位移的变化关系,同时结合有限元分析了连接平面接触压力的分布有效区域随相关影响因素的变化规律,并给出了接触压力分布的数学模型。以单螺栓连接平板为分析对象,建立了接触界面稳态下的热力耦合传递模型,分析了接触界面了热力传递随着螺栓预紧力、温度及相关的材料属性的变化规律,得到了考虑热力耦合影响的连接界面接触压力分布规律和稳态下的温度分布规律。以双螺栓连接平板为研究对象,对连接界面产生相对滑移的机理进行分析,建立了连接结构热滑移力学模型,分别分析了均匀温度场和非均匀温度场下双螺栓连接平板热滑移随螺栓预紧力、传热温差和界面摩擦系数的变化规律。以某型航空发动机非连续转子为研究对象,构建转子动力学模型,分析了螺栓连接刚度和连接法兰产生的热滑移对转子的临界转速和振动响应的影响规律。研究结果可以为非连续转子的结构设计和运行过程中的相关振动问题分析提供参考。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH131.3
【部分图文】：
sgn suuu c s cF F F F e u Cu 于控制工程，在控制器设计中需要考虑型的动摩擦模型包括 Dahl 模型、鬃毛测定发现界面摩擦力未达到最大静摩擦系，当切向力超过最大线性力时，撤销于应力—应变的对应关系，通过建立微1 sgnfcdFFvdx F 位移量， 为刚性系数，v为相对速度，随着 增大而增大，一般情况下 1向有关，与相对速率无关，伺服设计中缺陷是不能描述静摩擦力且不能捕捉
图 1-3 鬃毛模型示意图l 模型，同时采纳了鬃毛模型的思想，Canudas de Wit同样假定接触表面间的接触为鬃毛接触，但与鬃毛模鬃毛的平均变形来表示摩擦力，而不是随机行为，的变形是连续的，可以更加平滑地过渡到下一个摩。Lurge 摩擦模型的数学描述为：f0 1dzF z Cvdt dzvv zdt g v 201suuc s cg v F F F e 毛的平均变形，0 为刚度系数，1 为阻尼系数。Lu数 和 的识别。
图 1-4 并联 Iwan 和串联 Iwan 模型示意图上，动态摩擦模型可以较好地揭示摩擦机理，并且大多数模型需要述不同的摩擦现象，在实际结构中这样参数大多不能直接测量；与擦模型的计算量小，需要测量的状态参数少，在实际工程中仍然被文主要研究内容了分析燃气轮机和航空发动机中螺栓连接结构的接触特性和热滑立理论模型和有限元仿真模型获取螺栓连接界面的热力传递特性此基础上分析了螺栓连接结构产生热滑移的机理及产生热滑移的动力学特性，具体的研究内容如下：栓连接界面接触特性研究：基于粗糙表面相关基础理论，通过有 Abaqus 分析单个微凸体与刚性平板在接触过程中接触载荷和接触移载荷的变化规律；同样利用有限元仿真分析用来描述连接界面接效区域的锥角随着螺栓预紧力、连接平板厚度、连接平板杨氏模量
【参考文献】
本文编号：2857671
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH131.3
【部分图文】：
sgn suuu c s cF F F F e u Cu 于控制工程，在控制器设计中需要考虑型的动摩擦模型包括 Dahl 模型、鬃毛测定发现界面摩擦力未达到最大静摩擦系，当切向力超过最大线性力时，撤销于应力—应变的对应关系，通过建立微1 sgnfcdFFvdx F 位移量， 为刚性系数，v为相对速度，随着 增大而增大，一般情况下 1向有关，与相对速率无关，伺服设计中缺陷是不能描述静摩擦力且不能捕捉
图 1-3 鬃毛模型示意图l 模型，同时采纳了鬃毛模型的思想，Canudas de Wit同样假定接触表面间的接触为鬃毛接触，但与鬃毛模鬃毛的平均变形来表示摩擦力，而不是随机行为，的变形是连续的，可以更加平滑地过渡到下一个摩。Lurge 摩擦模型的数学描述为：f0 1dzF z Cvdt dzvv zdt g v 201suuc s cg v F F F e 毛的平均变形，0 为刚度系数，1 为阻尼系数。Lu数 和 的识别。
图 1-4 并联 Iwan 和串联 Iwan 模型示意图上，动态摩擦模型可以较好地揭示摩擦机理，并且大多数模型需要述不同的摩擦现象，在实际结构中这样参数大多不能直接测量；与擦模型的计算量小，需要测量的状态参数少，在实际工程中仍然被文主要研究内容了分析燃气轮机和航空发动机中螺栓连接结构的接触特性和热滑立理论模型和有限元仿真模型获取螺栓连接界面的热力传递特性此基础上分析了螺栓连接结构产生热滑移的机理及产生热滑移的动力学特性，具体的研究内容如下：栓连接界面接触特性研究：基于粗糙表面相关基础理论，通过有 Abaqus 分析单个微凸体与刚性平板在接触过程中接触载荷和接触移载荷的变化规律；同样利用有限元仿真分析用来描述连接界面接效区域的锥角随着螺栓预紧力、连接平板厚度、连接平板杨氏模量
【参考文献】
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本文编号：2857671
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