国家科技重大专项(2012ZX04002-091)
- 作品数：15 被引量：78H指数：6
- 相关作者：郭力刘桂萍毛文贵胡靖张华更多>>
- 相关机构：湖南大学湖南机电职业技术学院湖大海捷(湖南)工程技术研究有限公司更多>>
- 发文基金：国家科技重大专项国家自然科学基金国家教育部博士点基金更多>>
- 相关领域：机械工程理学金属学及工艺电气工程更多>>
- 电主轴死区补偿的自抗扰控制下PMSM转矩脉动抑制方法被引量：1
- 2015年
- 空间矢量脉宽调制死区效应对永磁同步电机电主轴的调速控制系统及转矩脉动有一定影响,为了削弱其不利作用,在永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)无速度传感器控制系统中,提出了一种新型的具有死区补偿的自抗扰PMSM控制方案,针对传统自抗扰控制策略下电机转矩脉动较大的缺陷,在原有的自抗扰控制策略中加入死区补偿。仿真实验表明,系统表现出很强的自适应能力和对系统扰动良好的鲁棒性,并且大大减小了系统的转矩脉动,电主轴的性能有所提高。
- 李波郭力
- 关键词：死区补偿转矩脉动电主轴
- 基于流固耦合的滑动轴承非线性油膜动特性研究被引量：5
- 2014年
- 针对采用传统静态滑动轴承动力特性系数分析转子从启动到稳定在平衡位置这段时间内瞬态响应的误差较大的问题,提出了采用有限变分法和Newmark-β法相结合的非线性油膜动特性动态分析方法。该方法首先采用有限变分法计算非线性油膜动力特性系数,解决了采用有限差分法时多次迭代的时效问题,大大提高了计算效率;然后根据计算得到的非线性油膜动力特性系数,通过Newmark-β法分析转子系统的瞬态响应,用学科间迭代方法实现了非线性油膜动力特性系数与转子瞬态响应之间的流固耦合;最后以Jeffcott转子系统为例,对比研究了传统静态分析方法与动态分析方法。结果证明,采用动态分析方法得到的转子系统瞬态响应幅值更小,精度更高。
- 毛文贵韩旭刘桂萍
- 关键词：转子动力学滑动轴承流固耦合
- PM流量控制器节流液体静压轴承静动态特性分析被引量：6
- 2016年
- 将PM流量控制器用于无周向回油槽四腔向心静压轴承,建立了PM流量控制器静压轴承数学模型,重点研究分析了轴承结构参数及PM流量控制器参数对静压轴承特性的影响。研究结果表明:轴承轴流封油边系数越小、周流封油边系数越大,轴承油膜刚度和承载力越大,初始油膜间隙增大,油膜刚度减小;润滑油动力粘度较大且初始油膜间隙较小时,油膜刚度和承载力较大;液阻比越小,比流量越大,油膜刚度越大;供油压力越大,油膜刚度、承载力和流量越大。同时基于线性化下液体静压轴承系统的传递函数,利用Matlab Simulink软件在时域和频域内分别研究了静压轴承系统的动态特性。研究结果表明:在阶跃载荷作用下,随着供油压力和比流量的提高,过渡过程时间越短,静压轴承系统的动态特性越好;在正弦载荷作用下,提高供油压力、比流量都会使轴心偏移量的稳态幅值减小,油膜动刚度增大,且供油压力较比流量对系统频率特性的影响显著。
- 张华郭力朱喜峰许怡赦
- 关键词：液体静压轴承静态特性动态特性
- 动静压轴承支承电主轴服役精度保持用磁力减载研究被引量：7
- 2017年
- 为了保持动静压轴承支承电主轴的服役精度,提出采用电磁力消减静动态加工力的方案并研制了一套磁力减载系统。以磨床为例,建立电主轴系统的动力学模型,获取了载荷与轴端位移的关系;估算了磨削加工时产生的静态和动态加工力,提出了服役精度保持的静/动载荷需求;设计并建造了磁力减载系统,包括结构和测控两个模块;其中,结构模块特色在于磁力减载组件配备有万向支撑方案,测控模块支持开环和闭环两种控制策略;设计专项试验验证了减载系统的性能。研究结果表明:不转时减载组件可实现约35 N静载和28 N幅值谐波动载功能,初步证明采用电磁技术消减机床加工力是可行的。针对引入减载装置的电主轴系统,采用人工调节电流的开环控制策略更有效。
- 陈润霖欧阳武王建磊袁小阳
- 关键词：动静压轴承电主轴
- 液体动静压轴承的温度场与热变形仿真分析被引量：21
- 2014年
- 在基于有限体积法的流体仿真软件FLEUNT中,对层流状态下的液体动静压油膜-轴承这一流固耦合模型进行了数值仿真,得出了动静压轴承的温度分布情况;并进一步在有限元软件ANSYS中对轴承的热变形情况进行了分析计算。结果表明:轴承的最高温升及径向最大热变形随主轴转速和偏心率的增大而迅速增大,随环境温度的升高而减小;而供油压力对轴承热变形的影响不大。且轴承径向最大热变形值和轴承间隙在同一数量级,因此热变形在动静压轴承性能分析中不可忽略。
- 郭力李波章泽
- 关键词：液体动静压轴承温度场热变形有限元法
- 高速静压内置式电主轴系统稳定性分析及优化被引量：3
- 2015年
- 针对高效精密机床电主轴系统的高速化,讨论液体静压主轴系统失稳机理,并对高速静压内置式电主轴系统进行稳定性分析;提出基于遗传算法的电主轴系统稳定性优化方法。以系统稳定性评价指标为优化目标、电主轴系统轴向尺寸参数为设计变量,采用高效微型遗传算法实现电主轴系统稳定性优化。该方法既能高效解决增强轴系稳定性优化问题,又可避免复杂结构参数修改;通过某高速磨床静压内置式电主轴系统稳定性分析及优化对该方法进行验证。结果表明,稳定性分析及优化后系统稳定性得到明显提高。
- 郭维祺刘桂萍毛文贵
- 关键词：稳定性分析
- 滑动轴承-转子系统Riccati-Newmark加速度传递矩阵法被引量：5
- 2015年
- 为克服传递矩阵法数值不稳定及非线性瞬态响应分析中滑动轴承矩阵建立困难问题,提出Riccati-Newmark加速度传递矩阵法。借助Newmark加速度法建立传递矩阵,采用Taylor级数预估滑动轴承轴心下一时刻位移、速度建立滑动轴承矩阵;据边界条件用Riccati传递矩阵法求滑动轴承-转子系统非线性瞬态响应,提高数值稳定性。以单圆盘转子系统为例,与传统轴颈下一时刻位移、速度近似线性扰动处理的瞬态响应对比分析,验证此方法的有效性;讨论不同转速下线性、非线性油膜力的瞬态轨迹。
- 毛文贵韩旭刘桂萍
- 关键词：非线性转子系统瞬态响应
- 提高Cu含量对锡基巴氏合金力学性能的影响被引量：6
- 2018年
- 常用的锡基巴氏合金有多种,其中Sn Sb11Cu6中铜的质量分数约为6%。本工作研究提高Cu含量对其力学性能的影响。在熔炼的Sn Sb11Cu6巴氏合金中分别添加Cu粉,浇铸得到Cu质量分数分别为7%、8%、9%、10%的4种巴氏合金试样。对试样进行金相组织分析、高温压缩试验、摩擦磨损试验以及高温硬度试验,以得到使锡基巴氏合金综合性能较优的Cu含量。结果表明:提高Cu含量对巴氏合金的金相组织影响较大,引起硬质相Cu6Sn5的增加和α固溶体(Sn)的减少,β相(Sn Sb)比例变化不大,但晶粒尺寸有所增加;随着Cu添加量的提高,试样压缩屈服强度先升高后降低,Cu添加量在1%~2%,最大压缩力和压缩屈服强度较大;Cu含量的提高对巴氏合金的摩擦系数影响不大,但是会使材料在干摩擦条件下的抗磨损性能下降。添加Cu使锡基巴氏合金中铜含量提高至7%~8%时,能够有效提高材料的高温硬度和软化温度,考虑到此材料的压缩屈服强度和摩擦磨损性能并未显著下降,可以认为此材料能够较好地用于滑动轴承,特别是重载轴承。
- 陈润霖卫洋洋贾谦许吉敏张帆袁小阳
- 关键词：巴氏合金力学性能金相组织软化温度
- 复杂转子-轴承系统非线性动力学特性分析被引量：8
- 2015年
- 针对现有方法在求解复杂转子-轴承系统非线性动力学特性时的不足,提出了基于动网格技术的计算流体力学和转子动力学相结合的流固耦合计算方法。首先建立滑动轴承轴心轨迹的运动方程,然后采用动网格技术对滑动轴承流场进行非线性瞬态计算,得到动态载荷作用下转子-轴承系统的轴心轨迹。最后,通过对某复杂转子-轴承系统非线性动力学特性的分析对本文方法进行了验证。结果表明,方法能够准确分析复杂转子-轴承系统非线性动力学特性并可求得其轴心轨迹。
- 林禄生刘桂萍陈园
- 关键词：非线性动力学转子-轴承系统流固耦合动网格
- 精密磨床主轴轴颈形状误差对动静压轴承性能的影响被引量：3
- 2016年
- 考虑主轴轴颈制造中的圆度误差和圆柱度误差,应用FLUENT软件,对精密数控磨床砂轮主轴深浅油腔动静压轴承的性能进行了分析。结果表明:主轴轴颈圆度误差和圆柱度误差的种类对动静压轴承性能的影响各不相同,随着轴承间隙的变化而变化。动静压轴承承载能力、功耗以及油膜最高温升等性能参数都会随着主轴轴颈误差幅值的增加而增加;但动静压轴承流量的变化趋势却相反。要提高磨削加工精度,必须考虑精密数控磨床主轴轴颈的形状误差的影响。
- 杨军胡靖
- 关键词：精密磨床主轴动静压轴承
