超高速试验机动力学研究
超高速大功率同步电动机励磁机联轴器、励磁机轴强度及疲劳计算

2 0 1 3 年第2 期I 科技 创新 与应 用
骨科生物力学实验室建设 的实践与探索 苏州 2 1 5 07 ) 摘 要j 本文通过 苏州大学骨科生物力学实验室建设方 面的 实践, 探讨 了以科研 为主要任务的科研 型实验 室建设途径, 并提 出了 可供借鉴的骨科生物力学实验室建设经验。 关键词: 骨科生物 力学 ; 科研型 实验 室; 实验 室建设 骨科生物力学实验是用实验方法测定骨科中骨折 、 固定 、 植入 、 拥有 “ 国家级 ” 双重点称号的临床医学学科之一 ; 自2 0 0 1 年 以来 , 连 矫形 、 组织工程 、 生物材料和 医疗器械等力学性能的一 门学科 , 对临 续三次( “ 十五 ” 、 “ 十一 五” 、 “ 十二五” ) 成为江苏省骨科临床 医学 中 床骨科起着重要作用。 骨科生物力学实验性很强, 跨工程、 医学等多 心。实验室旨在以临床运用为导向 , 依托苏大骨科优势 , 协 同创新 , 临床研究和应用开发研究一体化 的高水平实验 领域。目 前我国骨科生物力学研究不断深入, 在临床骨科的运用大 逐步建成基础研究 、 大提升 。 骨科手术技巧取得了显著进步 , 根据生物力 学原 理设 计的 平 台 。 各种骨科器械相继问世。 因此骨科生物力学 的科研工作也受到越来 3坚持研究水平 、 梯 队建设、 人材培养相结合 高水平科学研究离不开高水平人才 , 只有具备高水平人才和高 越多的重视 , 不少骨科生物力学实验室相继建立 , 大都设 在相关科 研院所 研究型医院等 , 属于科研 型实验室 , 区别与普通 的教学实验 水平科学研究 , 才能建成高水平实验室 。 科技以人为本 , 科研型实验 室。那么一座具有国内领先 、 国际领先水平的骨科生物力学实验室 室的建设更是如此。不仅需要富有开创精神的高水平学术带头人 , 更需要一批朝气蓬勃 、 极具开拓创新 应该如何去建设? 必须具有什么样的条件和设备来完成一些比较高 能够进行高水平 的科学研究 ; 他们才是 实验室今后建设发展 的主力 端的科学实验? 除了具有硬件设施之外, 其他还应该注意什么? 本人 精神 的中青年科技骨干力量 , 所在的苏州大学骨科生物力学实验室是学校的重要科研基地, 在科 军 。 此外 , 实验技术人员除进行实验仪器设备使用管理外 , 也应该成 才能充分发挥其积极性 , 利用 实验室资 研型实验室建设方面取得 了一定成效 。根据本人 的实践经验 , 谈谈 为科研 的参与者和完成者 , 源来协助完成科研工作 。 因此必须重视实验室的梯 队建设 和人材培 对骨科生物力学实验室建设的认识。 养, 努力造就一支理论基础坚实 、 科研思维活跃 、 科技攻关能力强 、 1配备先进的实验仪器设备和完善仪器设备管理制度 科学的建设和发展骨科生物力学实验室, 必须借助于先进的科 实干精神好的科研 队伍。 4科 研 项 目促 进 实验 室 发 展 学仪器设备, 以满足骨科生物力学的科研要求。骨科生物力学实验 实验 室依靠创新学科的优势 ,在竞争 中积极争取 国家科研项 室常用的仪器设备有生物力学试验机 , 生物力学扭转试验机, 高频 在科研项 目的推动下 , 不断完善和升级实验条件 , 发展实验室基 压力分布测试仪, 足底压力分析仪 , 硬度测试机, 红外运动捕捉系 目。 形成创新学科 、 科研项 目与实验室科研平 台 3 个方 面的相 统。 三维打印机等。此外骨科生物力学实验离不开计算生物力学软 本建设 , 个方面 : 一是积极争 件。 如大型计算工作站配合有限元分析软件、 三维建模软件等, 可以 互推动。 目前科研型实验室经 费来源主要有 3 如高技术“ 8 6 3 ” 项 目, “ 9 7 3 ” 项 目, 国家 自然科学 完成各种复杂的力学仿真计算、 医疗器械的 C A D设计与优化、 医学 取 国家级科技项 目, 通过项 目的科研经费武装 实验 数字图像处理、 三维有限元分析等。这些国际先进的技术和产品提 基金项 目以及地方政府科技项 目等 , 二是利用 “ 2 l 1 ” 工程 、 一流大学建设“ 9 8 5 ” 建设经费, 支 持实验室 高了实验室整体科研条件和学科发展水平, 为实验室的可持续发展 室 ; 的创新体系 ; 三是利用创收经费解决建设 经费不足 的问题 , 例如通 奠定 了物质基础。 来补充实验室建设 骨科 生物力学 的很多试验必须借助高精尖的试验装置 、 仪器设 过技术支持或提供测试等 和企业签订横 向项 目, 备才能顺利, 如苏大骨科生物力学实验室的力学测试机器是 目 前国 经 费 的不 足 。 5 总 结 际最高端的电子式 I n s t r o n 动静态扭转试验机。为确保科研工作高 科研型实验室建设是一项复杂的系统工程 , 需要不断探索 和实 效有序进行, 加强仪器设备的管理至关重要。我们根据国家和学校 践。总 的来说 , 骨科生物力学实验室 的发展需要在 以下几个方 面加 有关规定, 制订了骨科生物力学实验室设备管理制度 , 对实验室人 一是加强实验室现代化管理 , 合理利用实验室资源 。 充分利用 网 员和各种仪器设备进行统一管理。首先实行设备专人负责制, 将每 强。 特别是对 大型实验设备和分析仪器 , 要统一管理 , 促进 资源 台设备交由熟悉和经常使用的教师负责管理该仪器设备的使用和 络技术 , 共享。二是争取多方投入 , 尤其是争取到稳定的实验室运行经费, 保 维护。 管理人员定期检查 。 及时解决设备运行中出现的问题 , 使仪器 更好 的为科研提供服务。三是加快人才引进 , 加 设备能够有效的运行 。 仪器的操作具有详细 、 醒 目的流程说 明。 另一 障实验室正常运转, 保证实验室可持续发展。 方面 。 对于精密仪器和专业性较 强的仪器 , 如红外运动捕捉系统 、 高 强原创性基础理论的研究 , 参 考 文献 频压力分布测试仪 、 动静态扭转试验机等 , 需要单独建档 , 制作专 门 骨科生物力学 实验统计和 实施[ J ] . 矫 形外科杂志, 2 0 0 5 , 1 3 的仪器操作规程和使用维护记录 ,提高仪器的安全性和使用效率 。 … 王以进. 设备使用者在使用前要向设备负责人预约, 并对使用时间和数量进 ( 1 ) : 6 9 — 7 1 . 2 ] 瞿 东滨, 钟世镇. 骨科生物力 学的发展及前 沿领域[ J ] . 中华外科杂 行登记 , 既有避免使用时间上的冲突 , 也大大减少了设备闲置 , 真正 『
动力学实验实验报告

一、实验目的1. 理解动力学基本原理,掌握动力学实验的基本方法。
2. 通过实验验证牛顿第二定律,即物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比,与它的质量成反比。
3. 学习实验数据的采集、处理和分析方法。
二、实验原理牛顿第二定律是经典力学中的基本定律,其数学表达式为:F = ma,其中F为作用在物体上的合外力,m为物体的质量,a为物体的加速度。
三、实验设备1. 动力实验台2. 测力计3. 速度传感器4. 电脑数据采集系统5. 实验用小车及砝码四、实验步骤1. 准备实验器材:将实验台上的小车放置在水平轨道上,确保小车能够自由滑动。
2. 连接数据采集系统:将测力计、速度传感器和电脑数据采集系统连接好,确保各部分工作正常。
3. 实验数据采集:a. 将砝码挂在小车后端,记录小车初始位置。
b. 打开数据采集系统,启动小车,同时开始记录小车运动过程中的速度和测力计的示数。
c. 当小车运动至预定距离时,停止小车,记录此时的速度和测力计的示数。
4. 数据处理:a. 根据实验数据,绘制小车速度与时间的关系图,计算小车的加速度。
b. 根据牛顿第二定律,计算作用在小车上的合外力。
c. 比较计算得到的合外力与实验测得的力,分析误差来源。
五、实验结果与分析1. 速度与时间关系图:根据实验数据绘制速度与时间关系图,观察小车运动规律,发现小车在实验过程中呈匀加速直线运动。
2. 加速度计算:根据速度与时间关系图,计算小车的加速度,得到加速度a =2.5 m/s²。
3. 合外力计算:根据牛顿第二定律,计算作用在小车上的合外力F = ma = 2.5kg × 1 m/s² = 2.5 N。
4. 误差分析:实验过程中,误差主要来源于以下方面:a. 测力计的精度;b. 速度传感器的精度;c. 数据采集过程中的误差;d. 实验操作过程中的人为误差。
六、实验结论通过本次实验,验证了牛顿第二定律的正确性,掌握了动力学实验的基本方法。
新型刚性超高速旋转过载保护装置动态特性分析研究

G M 通 用 i黼 I i n
2 7 1 6 0 ̄ 1 0 期 5
W WW . . e nt
维普资讯
开 与 计D & 蘸誊 囊 ≤ 发设 e s 堍 誊 鍪
— —
假设螺 钉扭断后两破坏面碰撞干涉高度 。
理论上应尽 量地缩 减机构 的几何 尺寸 ,闰此 K不
。 曩 蠢l
一 - -
北京理工大学机械与车辆工程学 院 ( 北京
叠 一 蠹¨ 。
曩
金
…
鑫
马
彬
刘克非
_臻臻 _
㈣
~ 一曩 蓦 曩 曩
∞ 曩
萎 _ 强 蔓 蓉
…糍 氡 一
叠 l _ 曩蠢l嚣 誊 i 般 0
}u u。舞
罔 2 力矩 传递螺 钉载荷 分布 简陶
螺钉 中间 区域外 与下 安令离 合 器安 装孔 构成接 触配 合 ,从而跨度变小 ,断 后不影响弹开效果。 f
曩
曩
根据受 力条 件 ,转矩 产生 的剪应 力 r值为 ,其 中 为转矩 , . 为抗扭截而系数 ; 向裁倚产 牛的正
( 重力加 速度 )的试 验能力 ,转 速将 达到 5 0 rm n 0O 0/ i以 上。由于其特殊的使用 条件 ,在 T作状态下 产生很大 的 应力集 中和变形,影 响旋转设备 的正常运行 ,成 为设计 成败的主要影 响冈素 。因此要求设计 的安全离合 器的转
图 I 过载 保护 机械结 构简 图
— —
惯性和外约束条件的不 同将 产生相对运动 ,由于上下柱
销断面表 面形 貌不 同而发 生碰撞 干涉 ,产生 冲击破坏 。
() 3
如果 力矩传 递螺钉 的数量 为 n ,相对 角速 度为 △ ,则 ∞ 冲击载荷的频率 为 :
X51高超音速飞行器

X51高超音速飞行器据提前出版的美国著名科技刊物大众机械师介绍,美国空军研究试验室正在开展一个名为“驭波者”X-51的新一代超高速导弹项目,前期的测试工作已经完成,目前正在进行地面测试,整个项目的试验到2008年结束,预期2009年能正式发射。
根据公布的性能指标,X-51头部扁平,充分考虑到高速飞行时的空气动力学需求,外形借鉴了宇宙飞船和巡航导弹的特点。
弹体由镍合金制成,长约3.5米,重量和体积都与一般的导弹差不多,可任意搭载到轰炸机或战斗机上,是一种标准的空对地巡航导弹。
但它的速度又让它有别于其他巡航导弹。
据介绍,X-51由B-52轰炸机带到3.5万英尺的高空发射,然后速度达到5马赫,也即约6000公里/小时,在20分钟内从阿LA伯海打到阿富汗东部,也几乎可以在一小时内对地球上任何一处目标实行精确打击。
X-51将是世界上第一个能够达到如此高速的空射巡航导弹,以前,只有弹道导弹和宇宙飞船才能达到这种速度。
X51采用超燃冲压发动机验证机(S ED-WR),该验证发动机长26英尺,4000磅,采用碳氢燃料.据美国《空中攻击网站》2010年3月9日报道,美国空军即将开始对X-51“乘波者”高超声速飞行器进行首次飞行试验,试验总共将进行4次。
与以前的同类飞行器相比,X-51能够提供更长的滞空时间与更远的飞行距离。
X-51高超声速飞行器的首飞预计将在3月底进行。
波音公司位于圣路易斯市的防御、空间及安全系统分部从2003年开始承担空军研究实验室(AFRL)和国防预先研究计划局(DARPA)的这一研制任务。
环球时报5月27日报道美国于5月26日在加利福尼亚州南部太平洋海岸的军事基地,成功试飞一架高压喷气动力驱动的高超音速X-51A飞行试验机。
X-51采用普惠公司制造的空气式超音速燃烧冲压引擎,可提供超过200秒的动力冲压支持,使飞机在短时间内提速至5马赫。
之前最长的动力冲压时间来自美国航空航天局所制造的试验机X-43——可提供12秒的动力支持。
超快光学与超快动力学

超快光学与超快动力学超快光学与超快动力学是一门研究光的快速行为和光对物质的相互作用的学科。
通过研究光脉冲的产生、操控和进行时间分辨,我们可以深入了解光与物质之间的相互作用过程,从而在物理学、化学、生物学等领域推动许多重要的科学和技术进展。
1. 超快光学的基本原理和技术超快光学主要关注光脉冲的产生和测量。
现代超快光学实验通常使用飞秒激光器作为光源,产生极短的激光脉冲。
这些激光脉冲的时间尺度在飞秒(10^-15秒)和皮秒(10^-12秒)之间。
为了测量这些超短的光脉冲,常用的方法是光谱干涉法和自相关法。
光谱干涉法可以将光脉冲的频谱信息转化为时间信息,通过测量干涉信号的强度来获取脉冲的时间特性。
自相关法则是通过与自身相干的方式来测量光脉冲的时间宽度。
2. 超快动力学的应用超快动力学是研究光与物质相互作用过程的学科,其应用广泛。
在物理学中,超快动力学可以帮助我们探索基本粒子的行为和相互作用过程。
通过观察电子在固体中的运动和相互作用,我们可以揭示材料的电子结构,并研究材料的光电子性质。
在化学领域,超快动力学可以用于研究分子中的光化学反应和量子动力学过程。
通过控制光脉冲的参数,如频率、强度和时间延迟,我们可以精确地操控化学反应的路径和速率,从而实现高选择性的分子转化和合成。
在生物学中,超快动力学可以帮助我们理解生物分子的结构和功能。
通过研究光感受分子的光激发和电子转移过程,我们可以揭示生物分子的构象和动力学行为,进而了解生物体内的生物学过程。
3. 超快光学与超快动力学的发展趋势随着技术的不断进步和发展,超快光学与超快动力学在科学研究和技术应用中有着广阔的前景。
一方面,超快光学技术的不断发展使得我们可以实现更快速、更精确的光脉冲控制和测量。
例如,飞秒激光器的脉冲宽度可以进一步缩短到亚飞秒或甚至阿秒的数量级,从而实现对更高时间分辨率的研究。
另一方面,超快动力学在生物医学和纳米技术等领域的应用也将得到进一步推广和应用。
超声速空气动力学

超声速空气动力学全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:超声速空气动力学是一门研究在超过音速的速度下发生的空气流动现象的学科。
在这个领域里,空气动力学原理和方法被应用于超音速和高超音速飞行器,火箭,导弹,高速列车以及其他超声速运输工具的设计与研究中。
超声速空气动力学不仅关乎着航空航天领域的发展,也对工程技术和科学研究有着重要的意义。
超声速飞行是指物体在超过音速(即1马赫)的速度下飞行。
在这种情况下,物体所受到的气动力学影响显著不同于亚声速流动。
当物体的速度超过音速时,周围的气体无法得到足够的时间来适应物体的运动,从而形成了激波和震波。
这些激波和震波的产生会导致许多超声速问题,如气动加热、气动失稳、声爆等。
在超声速飞行器设计中,超声速空气动力学的考虑至关重要。
首先需要了解物体在超音速下的气动性能,包括升力、阻力、侧向力等。
然后需要考虑飞行器在超声速下的稳定性和控制性能。
超声速飞行还会产生巨大的气动加热效应,因此需要选择合适的材料和结构以抵御高温。
超声速空气动力学的研究追溯到二战期间。
当时,盟军和轴心国都在积极探索超声速飞行器的设计和性能。
许多著名的飞行器,如德国的V2火箭和美国的X-1试验机,都是在当时诞生的。
这些飞行器的设计和测试为今后的航空航天领域奠定了基础。
随着科技的发展,超声速空气动力学的研究也在不断进步。
现代超声速飞行器已经能够飞行到高达5马赫以上的速度,甚至在进入高超声速范围。
这些飞行器通常采用超音速流动、超声速流动和高超声速流动的复合形式,以提高飞行性能和效率。
超声速空气动力学的应用不仅限于飞行器领域。
近年来,随着超声速列车、高速导弹和高超声速飞行器等新型交通工具的出现,超声速流动的研究也日益受到重视。
超声速技术被广泛应用于军事、航天、民航等领域,为人类的高速交通和航天探索提供了有力支撑。
超声速空气动力学是一个充满挑战和机遇的领域。
通过对超声速流动的深入研究和理解,我们可以更好地设计和改进超声速飞行器,提高其性能和效率。
机械传动系统的动力学性能研究

机械传动系统的动力学性能研究引言:机械传动系统作为工程学的一个重要领域,研究了力和运动的传递。
动力学性能是机械传动系统设计中至关重要的一个方面,直接影响到系统的稳定性和效率。
本文将探讨机械传动系统的动力学性能研究,并分析其在工程实践中的应用。
一、动力学性能的定义与分析:动力学性能是指机械传动系统在运动过程中所表现出的力和运动特性。
其中力性能主要考虑传动过程中的摩擦损耗和负载能力,运动性能则关注传动系统的传动效率和精度。
通过对动力学性能的研究,可以全面了解系统的工作状态并优化传动结构。
二、振动和噪声控制的研究:振动和噪声是机械传动系统中常见的问题,直接影响到系统的稳定性和工作环境。
为了降低振动和噪声水平,研究者通过分析传动系统的动力学特性,优化传动装置和设计减振措施,从而实现振动和噪声的控制。
例如,增加支撑结构和减震装置可以有效减小振动传递,降低噪声。
三、传动效率的研究:传动效率是机械传动系统中另一个重要的动力学性能指标。
高传动效率可以提高能源利用率和系统的工作效率。
研究者通过对摩擦特性和润滑机制的深入研究,寻找减小能量损失的方法。
同时,合理选择传动材料和表面处理技术也可以提高传动效率。
四、动力学仿真的应用:动力学仿真是研究机械传动系统性能的一种重要工具。
通过建立传动系统的数学模型,结合传动元件的受力情况和运动轨迹,可以模拟和预测系统的动力学行为。
动力学仿真可以帮助工程师快速评估和优化设计,提高传动系统的稳定性和可靠性。
例如,通过仿真分析,可以发现传动过程中的瞬态响应和潜在故障,并提前进行修正。
五、实验测试与数据分析:除了动力学仿真,实验测试是评估机械传动系统动力学性能的另一重要手段。
通过设计合适的实验方案,并利用传感器和数据采集技术,可以实时监测和记录传动系统的工作状态。
利用得到的数据,工程师可以进行深入分析,找出系统中的问题,并提出相应的改善措施。
六、结论:机械传动系统的动力学性能是决定其工作效果和稳定性的关键因素。
高超声速飞行器动力学建模的开题报告

高超声速飞行器动力学建模的开题报告一、研究背景高超声速飞行器是指速度超过5马赫的飞行器,其速度约为每秒1700米以上,飞行高度达到20到30公里以上,是一种高速高空飞行的新型飞行器。
高超声速飞行器具有高速、高空、高温等特点,其研制涉及到材料、结构、热力学以及动力学等多个学科领域。
其中,动力学是高超声速飞行器研究的核心。
高超声速飞行器在飞行过程中受到的气流、温度、压力等外部环境因素的影响很大,如何对其质量、力学特性以及运动规律进行全面准确的建模,是高超声速飞行器设计研究的重要问题。
因此,针对高超声速飞行器的动力学建模研究具有重大的理论和应用价值。
二、研究内容本文将重点研究高超声速飞行器的动力学建模问题,主要包括以下内容:1.高超声速飞行器的运动规律建模:研究高超声速飞行器在空气动力学力和力矩的作用下的运动规律,主要考虑飞行器的运动学参数和姿态参数。
2.高超声速飞行器力学性能建模:研究高超声速飞行器的质量、重心、惯性矩阵等力学性能参数,并建立相应的数学模型。
3.高超声速飞行器气动力学特性建模:考虑高超声速飞行器的空气动力学特性,如气动系数、升力系数、阻力系数等,并建立相关的数学模型。
4.高超声速飞行器控制建模:研究高超声速飞行器的控制方法,包括姿态控制、航向控制等,并对其进行建模。
5.高超声速飞行器仿真验证:对建立的高超声速飞行器动力学模型进行仿真验证,并对仿真结果进行分析。
三、研究意义高超声速飞行器的研究和应用是当前航空航天领域的重要研究方向之一,其具有广泛的军事和民用应用价值。
通过对高超声速飞行器的动力学建模研究,可以提高高超声速飞行器的飞行性能和控制性能,为高超声速领域的进一步研究和应用奠定基础。
四、研究方法本文采用数学建模和仿真方法进行研究。
首先,通过对高超声速飞行器的运动规律、力学性能、气动力学特性和控制方法进行分析,建立高超声速飞行器的动力学数学模型。
然后,对建立的数学模型进行仿真验证,通过对仿真结果进行分析,验证模型的准确性和可靠性。
动力学测量实验

动力学测量实验动力学测量实验是一种重要的科学实验方法,广泛应用于物理、化学、生物等领域。
通过测量物体在受力作用下的运动过程,可以探究物体的动力学规律以及力学参数的变化。
本文将介绍动力学测量实验的原理、方法和应用,并重点探讨其中的一些关键技术和挑战。
一、动力学测量实验的原理和方法动力学测量实验是通过测量物体在受力作用下的位移、速度、加速度等物理量的变化,从而研究物体的力学规律的一种实验方法。
实验中通常需要利用各种传感器和仪器设备,如测力传感器、位移传感器、速度传感器等,将物体的动态过程转化为可观测的电信号。
在进行动力学测量实验时,首先需要确定实验的目标和设计合适的实验方案。
根据实验所研究的问题不同,可以选择不同的实验装置和测量方法。
例如,在测量物体的加速度时,可以使用加速度计或者通过测量位移和时间来计算加速度。
其次,需要精确地测量物体的运动过程。
这就要求测量设备具备高灵敏度、高精度和快速响应的特点。
此外,为了提高测量精确度,还需要考虑和消除实验中可能存在的误差来源,如传感器误差、环境干扰等。
最后,通过收集和分析实验数据,可以得出物体受力运动的规律和力学参数的数值。
这些数据可以用于验证理论模型,寻找规律,并为工程和科学研究提供依据。
二、动力学测量实验的应用动力学测量实验在物理、化学、生物等领域都有广泛的应用。
以下是一些典型的例子:1. 物理领域:在力学、电磁学、光学等物理学研究中,动力学测量实验用于研究物体的运动规律,验证物理定律,并探索新的现象和规律。
2. 化学领域:在化学反应动力学研究中,动力学测量实验被用来测量反应物浓度、反应速率以及反应机理等参数,并推导出反应的速率方程和动力学模型。
3. 生物领域:生物力学研究中,动力学测量实验可用于测量生物体的运动和力学参数,进而研究生物体的力学特性和运动机制。
三、关键技术和挑战动力学测量实验涉及到许多关键技术和挑战。
以下是一些常见的问题:1. 传感器选择与校准:不同实验场景需要选择合适的传感器,并进行准确的校准。
基于有限元法的试验机转轴动力学分析

优化提供 了理论参考。
关键词 : 试验机转轴 ; 动态特性 ; 模态分析 ; 谐响应分析
中图分类号 : T H1 6
文献标识码 : A
文章编号 : 1 0 0 1 — 3 9 9 7 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 1 3 7 — 0 3
t e p h a r t ft o e h s h i s e si a e r t o c a l l  ̄ e i t s r e s o n a n c e . I n o n e w o r d , t h e r e s u l t s ft o h e a n a l y s e s p r o v i d e口t h e o r e t c i a l r e f e r  ̄ ee n , 0 r f u r t er h o p t i mi z ti a o n ft o e h s h s t r u c t u r e .
Dy n a mi c s An a l y s i s o f Te s t Ma c h i n e Sh a f t B a s e d o n F i n i t e El e me n t Me t h o d
WE N G u a n g , Z HO U G u i - y u a n , WA N G J u a n , WAN G C a i - y u n , L I U Q i - y u e
第 7期 2 0 1 3年 7月
机 械 设 计 与 制 造
Ma c h i n e r y De s i g n & Ma n u f a c t u r e 1 3 7
基于Madyn 2000超高压多级离心泵转子动力学分析

基于Madyn 2000超高压多级离心泵转子动力学分析雪增红;李方忠;陈燕;张永祥【摘要】针对35 MPa超高压多级离心泵转子系统,采用有限元法计算和实验法测试在不考虑密封且刚性支承下的临界转速和静弯曲挠度,得到Madyn2000二维轴对称转子计算模型;通过计算叶轮前后密封口环、螺旋密封轴套在0.25mm和0.5 mm两种密封间隙下的压差、刚度、阻尼以及质量动力特性系数,得出了两种密封间隙作用下转子的坎贝尔图和前两阶临界转速;通过计算转子不平衡阻尼位移响应,得出了其共振放大系数为2.02,小于隔离裕度临界共振放大系数2.5,额定工作转速下的转子最大位移响应为7.22μm,小于密封间隙0.25 mm,满足API工况设计要求.分析表明,离心泵转子系统的密封结构和密封间隙直接影响其临界转速、模态振型以及频率响应.【期刊名称】《淮阴工学院学报》【年(卷),期】2018(027)005【总页数】5页(P15-19)【关键词】多级离心泵;密封动力系数;临界转速;频率响应【作者】雪增红;李方忠;陈燕;张永祥【作者单位】重庆水泵厂有限责任公司国家企业技术中心,重庆400033;重庆水泵厂有限责任公司国家企业技术中心,重庆400033;重庆水泵厂有限责任公司国家企业技术中心,重庆400033;重庆水泵厂有限责任公司国家企业技术中心,重庆400033【正文语种】中文【中图分类】TH3110 引言离心泵被广泛应用于石化、电力、冶金等行业,随着生产装置的单机容量不断提升,离心泵正趋于大型化、高速化、柔性转子方向发展,转子系统不可避免地跨越临界转速,长期处于临界区产生的剧烈振动会加速密封口环、轴承、节流衬套等部件的磨损,甚至转子破损、断裂引起被迫停机事故,严重威胁机组的稳定运行[1]。
因此,在高速多级离心泵的设计阶段,对转子系统进行临界转速、模态振型以及频率响应等转子动力学特性分析显得尤为关键。
离心泵转子工作时处于浸液状态,转子受口环密封、级间密封、平衡轴套密封等密封间隙内的流-固耦合力、叶轮前后侧壁内摩擦的迟滞力等作用,会严重影响转子的稳定性、模态频率以及安全可靠性等[2-3],“干态”临界转速通常是考虑密封间隙力的“湿态”临界转速的30%~50%[4]。
精密机械传动的动力学分析与优化

精密机械传动的动力学分析与优化引言:精密机械传动在现代工业中起着关键的作用,它们将动力从一个部件传递到另一个部件,确保设备的顺畅运转。
然而,由于传动系统复杂的动力学特性,为了实现最佳性能和效率,需要对其进行详细的动力学分析与优化。
一、动力学分析方法:1. 载荷分析:首先,我们需要确定传动系统的工作负荷。
通过测量各个传动部件所受到的载荷,可以推断出它们的工作条件和寿命,从而合理设计传动系统。
2. 运动分析:为了理解传动系统的工作原理,需要对其运动进行分析。
这可以通过建立动力学模型,考虑各部件之间的相对运动和相互作用,来研究传动系统的运动学和力学特性。
3. 力学分析:在动力学分析的基础上,进一步进行力学分析可以揭示传动系统中的应力和变形情况。
通过结构力学模型的建立和有限元分析方法,可以对传动部件的强度和刚度进行评估,并进行必要的优化。
二、动力学优化原则:1. 减小传动误差:传动误差是指理论输出转矩与实际输出转矩之间的差异。
为了提高传动系统的精度和效率,需要降低传动误差。
这可以通过减小齿轮副的齿隙、改善摩擦和润滑状况,以及提高加工和装配精度来实现。
2. 提高传动效率:传动效率是衡量传动系统能量损失程度的指标。
为了提高传动效率,可以采取以下措施:减小机械传动部件的摩擦损失,改善润滑条件和降低传动系统的质量。
3. 优化结构设计:在满足传动功效的前提下,通过优化结构设计可以减小传动部件的质量和体积,提高传动系统的整体性能。
例如,采用轻质材料和复合结构,可以减轻传动系统的重量。
三、案例分析:精密锁相环传动系统以精密锁相环传动系统为例进行动力学分析与优化。
该系统由电机、减速机和锁相环组成,用于实现高精度的位置控制。
1. 动力学分析:通过建立电机、减速机和锁相环之间的动力学模型,可以研究各个部件之间的力学相互作用。
根据模型分析结果,可以确定各个部件的载荷和运动特性。
2. 动力学优化:根据分析结果,可以根据具体要求进行动力学优化。
高速滚动轴承柔性转子试验机

向振动位移 ; 振动加速度传感器用磁 座吸附在试
验 头顶盖 上 , 测量试 验 头整体 的振 动 。 2 1 动 力装 置 .
在 考 虑滚 动轴 承 的动 刚 度 的情 况 下 计 算 转子 系统 的临 界 转 速 , 算 流 程 如 图 1所 示 。首 先 根 计
动力装置 由高频 电主轴和变频调速器组成 ,
水泵 I I变频器 I I 润滑系统I加裁 J l I加速度传感器
导致轴承的配合精度下降 , 轴承游 隙发生变化 , 加
速轴 承失 效 。
— 主 f电 轴
—
_
l l = —— ——
将H型
因此 , 对 高速 轴 承柔 性 转 子 的工 作 特 点 , 针 本
望 壁J厂 壅 墨l萄 堡 面 蔗
定性 。
转; 采用脂润滑 , 定期 添加润滑脂 ; 冷却部分主要 由水泵、 管和水箱 组成 , 水 保证 在 电主轴 工作期
间 , 温 度 上 升 不 超 过 2 ℃ 。其 最 高 转 速 可 达 其
2 0 /m i 40 0r n。
22 加载 系统 .
试验轴承外 圈上 的轴 向载荷通 过弹簧力 加 载, 可通过调节弹簧的长度改变轴 向载荷 , 轴向载 荷为 0— 0 径 向载荷通 过不平衡质量块施加 。 50N;
收 稿 日期 : 1 2 1—1 0 ; 回 日期 :0 1—1 0 0 1— 7 修 21 2— 6
1 试验 要 求
1 1 技术 要求 .
高速轴承的滚动体受较大离心力作用 , 滚 且
基金项 目: 国家 自然科 学基金 (0 0 0 1 ; 士 后科 学基 5 9 56 ) 博
动体与外滚道之间的接触力大于滚动体与内滚道 之间的接触力 , 易导致 内圈对滚动体拖动力不足 ,
通用型机械强度超速试验机

1 2一
通用型机械量度趣速试验机
操 作 环 境 考 虑 ,也 可 方 便 实 现 远 程 控 制 。基 本
配 置如 下 :
CPU : I t l Pe tu [ n e n i m I T
电 劫 工其 2 o ) o( l5
计语 言,可用于开 发 Wi d ws n o 环境 下的各 类 应 用 程序 。它 简 单 易学 、效 率 高 ,且 功 能 强 大 ,可以与 Wid ws n o 专业开发工具 S K相媲 D
机 、汽车发动机、列 车轮毂 、燃气轮机 、飞机
涡 轮 发 动 机 等 。对 那 些 承 担旋 转 功 用 的 零 部 件
应 ,二 是 调 速 系 统 相 对 复 杂 。超 速 试 验 机 因驱
动方式的不 同可分为直接驱动和 间接驱动 ;如 以驱动主轴的安装方式不 同又可分为垂直安装 和 卧式安装。 由水冷或风冷 电动机通过精密齿 轮箱或皮带变速 ,或直接用变频感应 电机驱动 ,
槽或为叶轮时 ,其风阻将大大增 加,如不采取
有效 措施就无法 达到 需要 的试验转速 。为 此 , 必须将试验腔密封 ,并 由机械泵 和扩散泵 串联 工作 的真空泵系统抽成真空 ,使 温度 的变化容
3 试验机设计方案
3 1 控制 系统 .
易控制 ,摩擦力很小 ,这样 才能达到所需 的超
美 。在 Viu l ai 环 境 下 ,利用 事件 驱 动 的 s a B sc 编 程 机 制 、新 颖 易 用 的 可视 化 设 计 工 具 ,使 用
内存 :5 2 1 M 显示 器 :ViwS nc VA5 e o i 2 1
信号 连 接 电缆 :RC 8 6 6- 8
采集 卡 :P -1 6 CI 7 1
高超声速飞行器的动力学性能分析

高超声速飞行器的动力学性能分析一、引言高超声速飞行器(Hypersonic Aircraft)是指飞行速度超过5倍音速(Mach 5)的飞行器,由于其高速、高温等特殊条件,其动力学性能表现出较高的复杂性和特殊性。
因此,对于高超声速飞行器的动力学性能分析成为科学家们研究的重要课题。
本文主要分析高超声速飞行器的动力学性能并探讨相关应用。
二、高超声速飞行器动力学性能分析高超声速飞行器的飞行速度达到5倍音速以上,速度越高,其动力学性能表现出越高的特殊性。
高超声速飞行器的动力学性能分析主要包括以下内容:1. 飞行姿态控制高超声速飞行器的飞行姿态控制需要充分考虑其高速和高温的特殊性。
传统的飞行姿态控制方法已经无法适应高超声速飞行器的特殊要求。
因此,需要采用更加灵活的方法进行飞行姿态控制,如自适应控制和模型预测控制等。
2. 飞行稳定性分析高超声速飞行器的飞行稳定性受到外界环境和高速引起的气动效应影响较大。
需要通过理论分析和风洞试验等方式进行飞行稳定性分析,根据分析结果对飞行器结构和控制系统进行优化设计。
3. 弹性变形和振动分析高超声速飞行器在高速飞行过程中会受到较大的气动力和热应力作用,从而导致其结构变形和振动。
因此,需要进行弹性变形和振动分析,并对飞行器结构进行设计和优化。
4. 相关试验和验证高超声速飞行器的特殊性需要进行相关试验和验证。
风洞试验、火箭发动机试验等试验方式可以验证飞行器的动力学性能和控制系统的正确性。
三、高超声速飞行器的应用高超声速飞行器具有较高的转化价值和应用前景,主要应用于以下领域:1. 军事领域高超声速飞行器在军事领域具有非常重要的作用,主要应用于高速侦察、导弹拦截、核打击等。
高超声速飞行器的速度非常快,可以在极短的时间内完成军事任务,提高战争的效率和成功率。
2. 航天领域高超声速飞行器在航天领域同样具有较大的应用价值,可以用于太空探测、行星探测等。
由于其高速和高温的特殊条件,可以更好地适应太空环境的需求,提高太空探测的效率和成果。
高速火车轮对动力学模型与仿真分析

高速火车轮对动力学模型与仿真分析高速火车的轮对动力学是一个重要的研究领域,它对于保障高速铁路的安全、稳定和舒适性具有重要意义。
本文将介绍高速火车轮对的动力学模型以及相应的仿真分析方法。
1. 引言高速铁路的发展为人们的出行带来了极大的方便,然而在高速运行过程中,火车的轮对受到各种力的作用,包括垂向力、侧向力和纵向力等。
这些力的作用对轮对的动力学性能会产生重要的影响,因此建立准确的动力学模型并进行仿真分析至关重要。
2. 轮对的动力学模型火车轮对的动力学模型通常采用多体系统动力学方法来描述。
该方法基于牛顿力学原理,通过建立各个部件(包括轮对、轴承、轴颈等)之间的动力学方程,并考虑各种外部力的作用,来研究轮对的运动和力学特性。
常用的动力学模型包括二维模型和三维模型。
2.1 二维模型二维模型是最简单的一种轮对动力学模型,它假设轮对沿一根固定轴线做直线运动,不考虑轮对的回转运动。
该模型适用于轮对速度较低的情况,例如低速列车。
二维模型的主要特点是简单、易于建立,但忽略了一些重要的动力学特性。
2.2 三维模型三维模型考虑了轮对的回转运动,能够更准确地描述高速火车的动力学特性。
在该模型中,需要考虑轮对的几何结构、轮对的回转运动以及轮与轨间的接触力等因素。
三维模型通常可以通过使用多体系统动力学软件进行建模和仿真分析。
3. 仿真分析方法为了研究火车轮对的动力学特性,需要进行相应的仿真分析。
常用的仿真分析方法包括有限元法、多体系统动力学法和试验等。
3.1 有限元法有限元法是一种广泛应用于工程问题的数值计算方法,可以用来求解轮对的动力学方程。
该方法通过将轮对划分为多个小单元,建立相应的有限元模型,并利用数值计算方法求解该模型的动力学方程。
有限元法能够考虑到轮对的几何结构、材料性质以及各种外部力的作用,是一种较为准确的分析方法。
3.2 多体系统动力学法多体系统动力学法是一种常用于研究轮对动力学的方法,它基于牛顿力学原理,利用轮对各个部件之间的相互作用关系,建立各个部件的动力学方程,并通过数值计算方法求解该方程。
超快与激发态动力学

超快与激发态动力学超快和激发态动力学是近年来发展十分迅速的物理学领域,涉及到分子、材料和开展化学反应过程的真实时间尺度。
在这篇文档中,我们将更深入地了解这两个领域的基本概念、实验方法和研究方向,以及它们如何推动现代材料和化学领域的发展。
超快动力学是指对物质中发生的超快过程进行实时监测和测量的技术与方法。
这些过程包括原子和分子之间的相互作用、能量转移和电子弛豫等。
在这个领域中,研究人员通常使用快速激光脉冲来激发样品,然后使用另一个激光来检测和量化反应的行为和动态。
通过这种方法,研究人员可以获得极速反应的时间尺度,有时可达到10^-15秒量级,这远远低于传统时间尺度中观察到的时间尺度。
超快动力学的另一个重要方面是探测材料的基本能级结构和内部相互作用。
通常,研究人员会使用光电子能谱技术,通过将样品暴露于快速激光脉冲中来实现此目的。
这个过程会激发分子中的电子,然后使用光电子仪来捕获这些激发态电子,测量它们的能级和激发态寿命。
通过在不同时间点上多次记录光电子能谱,研究人员可以了解分子和材料内部的结构和相互作用,从而更好地理解分子和材料的化学反应过程。
激发态动力学是一种研究分子和材料内部电子激发态行为的技术。
激发态在分子中的表现形式是第一次激发的电子从真空能级跃迁到首个未占据的分子轨道,也就是LUMO(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)或HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital)。
通过这种跃迁,分子能够吸收某些波长的光,从而表现出特定的发光和吸收行为。
激发态动力学用于探究这些光学行为背后的机理和物理、化学原理。
为了研究激发态行为,研究人员需要将样品暴露于特定波长的光,并记录和检测样品吸收和发射光谱的变化。
具体而言,这通常包括测量样品的荧光、磷光、显微发射光谱和等离子体半衰期等参数。
这些参数涵盖了分子内部激发态的时间演化、其发生的能级、观察到的强度、以及激发态与基态之间的交互作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
The Research on the Dynamics of High-speed Friction and Wear TestSystem in Mechanical EngineeringKey words:Ultra-high-speed rotation; Friction and wear;Scrape;DynamicsAbstract.By researching the dynamics of high speed friction and wear test system, establishthe statics and dynamics model of high-speed dial and get the equation of motion of turntable scrapers state. Using Ansys Workbench software platform analysis the order moda l of the turntable, get the kinetic parameters of the system. Some suggestion and methods are proposedon avoiding vibration of turntable system.IntroductionAbradable coatings are mainly used to reduce the gap between rotating parts and machine box of the aero-engine, can effectively improve the power and thrust of the turbine engine. At present,the performance evaluation of abradable coatings including: abradability,erosion resistance, thermal shock resistance, high temperature oxidation resistance, the bonding strength between the coatings and the matrix and so on[1-2],the mainly method to evaluate coating performance is simulating the high speed and high temperature working environments,the research of the high speed friction and wear test system is aimed to evaluate coating performance. As the core components of the high speed friction and wear test system, the dynamic performance of the ultra-high speed rotary system directly affects the working stability and reliability of the whole system.Rotating disk is one of the basic mechanical components widely used in rotating machinery. At present, the research of the dynamics of the rotor system is widely done, mainly concentrates in the method of the rotor dynamic balance and the rubbing phenomenon during rotor operation process, it aims to optimize the rotor structure to reduce the friction of vibration and dynamic balance. To realize the coating skiving experiment, high speed rotary table of the ultra-high speed friction and wear test system is not only affected by factors such as support bearing, unbalance mass and so on from the internal system, but also affected by Intermittent skiving impact.This paper gives motion stability analysis of the ultra-high speed rotary scraping.1. The design of ultra-high speed rotary system1.1 Working principle of the high speed friction and wear test systemThree dimensional model diagram of the high speed friction and wear test system is shown in Fig 1. Ultra high speed friction and wear test system is mainly composed of high speed motor, high speed rotary, heating device, micro feed linear motor, feed sliding table, coating sample, the infrared pyrometer composition. It makes the coating sample and the high speed rotating blade tip contact through the high speed motor drives the wheel rotation with a tip and linear motor drives feed sliding table to fulfill trace feed of the coating sample to realize the coating scraping. Among these parts, the gas gun is placed at the lower end of the high speed rotary table to heat the contact area between rotary table and tip to reach the working temperature of 1200 ℃.wear test system is 200m/s-350m/s, the range of rotary speed is 4777-16711r/min. It uses a Z4 high power dc motor to realize high rotation speed, through acceleration mechanism of the high-speed flat belt drives the high speed rotary in rotation. It is very important to choose the right wheel diameter for ultra-high speed friction and wear test system. As the diameter increases, the rotary speed reduces gradually. But the oversize rotary table will bring a lot of difficulties such as large volume, heavy, hard to machine and so on. Therefore the wheel diameter is 400 mm, the thickness of the rotary table is 40mm, both ends of the rotary table are supported by angular contact ball bearings, the lubrication way is the oil-gas lubrication. Open a corresponding tip card slot on the rotary table. The loading card way of tip is Mosaic type. In order to prevent tip falls off during high speed rotating and improve security, use bolt connection on the basis of Mosaic installed card. The structure of the rotary table is shown in Fig 2.2. Dynamics model of ultra-high speed rotary system2.1 Physical model of ultra-high speed rotary systemWhen high speed wheel rotates, because of the factor of the rotary table mass imbalance, the centrifugal force generated will lead to occur corresponding bending of rotary system axis. Considering the axial deformation, rotary system can be regarded as an infinite multi degree of freedom system. The dynamics model should be described using partial differential equation. The complexity of the problem will be increased significantly. For high speed rotary table, it can be seen as a combination of flexible shaft section and rigid rotary table for processing. The speed of ultra-high speed friction and wear test system is higher than those of the first order and second order critical speed. It causes system instability due to the resonance, when the rotary table goes through critical speed. At the same time inappropriate support characteristics can also cause self-excitedvibration of the system. Through the lower rotor - bearing - stand system stiffness by using flexible support, it can make the rotor-bearing system go through the critical speed with small amplitude. And this kind of flexible supporting can make the rotor bending vibration decrease in the whole range of speed [3] .Both ends of the rotary table are supported by angular contact ball bearing. Considering the actual bearing stiffness, damping characteristics, we use the vertical and horizontal spring constraints. Spring stiffness is equivalent to bearing stiffness and support stiffness. The damping spring is equivalent to bearing damping and support damping [4].2.2 mathematical model of ultra-high speed rotary systemThe bearing is simulated by isotropic spring and damper and mass imbalance is simulated by lumped mass on the rigid rotary table, we can build the rotor model geometry structure according to it, as shown in Fig.3.oxyz and inertia (fixed) coordinate system OXYZ. Y shaft of rotating coordinate system oxyz and rotor axis of rotation are the same, x and z axis are defined as the other two main principal axis of inertia, the origin choose in the center of the rotary table. The offset distance between the imbalance mass on the rotary table and shaft is u z ,imbalance mass is mu ,the mass of rotary table is m z , shaft mass is m. Vibration state of the rotary can be described by using geometric center position(X,Z) and angle (,)θϕ that shaft relative to X,Z axis. The direction of (,)θϕ is respectively from the y and z from y to x .The position of unbalance mass on the rotary table is (u x ,u y ,u z ) in the rotation coordinate system oxyz. The dynamic model that is established in the rotary system is as follows:22222()22(sin cos )(cos sin )()22(cos sin )(sin cos )(cos sin )()22(sin cos z u x z x z z u x z x z x z a b b u y x z m m X cX kX m u u u u m m Z cZ kZ m u u u u u u cL kL I J I I m u u u φφφφφφφφφφφφφφφθθφψθφψφφ⎡⎤+++=-++⎣⎦⎡⎤+++=+--⎣⎦+++-+-=---222)(sin cos )()22(cos sin )x z a b b u y x z u u cL kL I J I I m u u u φφφφψψφθψφθφφφ⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎡⎤-+++++=+⎢⎥++⎢⎥⎣⎦ (1)Among it, k 、c are both ends bearing stiffness and damping, L is the rigid rotor shaft length(the distance between the two supporting), I a and I b are respectively the radial and axial moment of inertia, J is the rotary ’s radial moment of inertia, φ is rotation angle of the rotor, the direction is from z to x.3 .Rotary table dynamics analysisAmong the analysis of the rotor system, the frictional contact of the rotor and the stationary part is the important reason of causing the rotating machinery vibration and noise [5]. High-speed dial rubbing is not the same phenomenon with rubbing referred in the Rotating Machinery, because the high-speed dial rubbing is not just contact in rotor and seal or bearing, the coating scraping contact friction is more important. After the impact, dial response should have rebound movement of the complex transient lateral vibration and torsional vibration. The twisting motion is caused by the impact of torque. The direction of rebound movement is depended on the relative position of the initial movement of the stationary member, the contact surface and the rotor circumferential speed. Rebound movement may be along the precession direction or in opposite directions. The movement after shock is described by the free transverse vibration, its frequency is equal to the rotor natural frequency or multiples [6].3.1 Rotary table scraping state kinetic analysis modelsWhen the turntable scraps the tip, the specific process is composed by preparing scraping, start scraping, scraping, out from scraping. The reaction force of the turntable and coating in the scraping includes not only radial force F r but also radial force creates friction F μ, there is also coatings tangential force F t and scraping torque M f , rotary table coating scraping force diagram is shown in Fig. 4.center O 'is r, the exciting force model of rotary table coating scraping is:rt F F F F F F M F rμτμτμ==+= (2)F t in Formula (2) is the total tangential force by the rotary table.When the scraping is began, rotary table stiffness will cause a large bending deformation of the rotary table axis, the amount of deformation is e=(x 2+y 2)1/2,the bending stiffness of the shaft is k, the radial direction of the rotor of the maximum amount of deformation is l, so the bending stiffnessof the system is /m k ke l =, bending stiffness coefficient of the X, Y direction is /m rrrr k k e l =,Stiffness is competed by k rr and additional stiffness k 0[4] , the additional stiffness is 0()/k k e l l =-, δr is the radial depth of the cut into the coating, β is the displacement of the initial angle, φ + β is the angle of scraping point with the x axis. Since each scraping of the coating of the turntable is occurred in one week in the precession, and ignore the transient process, scraping generates the excitation to the rotor is occurred in periodically step. So we can use the product of cycle step function and excitation force to the system. The cycle step function is expressed as:1112()1/2sin(/2)cos[(/2]/n i F t t i t i t t i π⎧⎫Ω=-Ω-ΩΩ-⎨⎬⎭⎩∑ (3)F requency Ω in formula (3) is equal to the frequency of the processionals motion, t 1 is the continuous impact time and slightly less than 2π / Ω.11/()t i ααπ=Ω++ (4) 1cos()sin()y e arctgx e ϕβαϕβ-Ω+=+Ω+ (5)Where in α is the dial twist angle in scraping.Above the excitation force and the step function is applied to the coating scraping turntable, we can achieve the differential equations of motion:00()sin()()()cos()()()()r rr x r rr y p F Mx D x k x F t k x t F t F My D y k y F t k y t F t F J D k M t M F t αααϕβαϕβααα++=-ΩΩ++++Ω++=-ΩΩ++++Ω++=-Ω (6)In formula (6), M is a turntable quality, D r is damping coefficient for the turntable system, D α is dial torsional damping coefficient, k rr is the bending stiffness of the turntable, and K α is the torsional stiffness of the turntable, k 0 is additional stiffness, M (t) is externally applied to the power torque of the turntable system, J p turn coiled its moment of inertia when the rotation of the center origin O. if we regard the turntable as a uniform quality disc, its moment of inertia is 212p J Mr =.3.2 Ultra-high-speed dial static analysisWhen the ultra-high-speed friction and wear testing system works, the turntable edge of the tip of the line speed can reach 350m / s, the speed of the turntable will also be up to 16711r/min. In such a high speed, the turntable will be subject to a great centrifugal force acts. Under conditions that, we assume the density of the materials is 7.85g/cm 3, calculated in accordance with the maximum intensity theory in engineering mechanics, the highest centrifugal tensile stress is 547.53MPa, this stress has exceeded the structural steel used in the ordinary dial a tensile ultimate strength of 460MPa, the turntable stress cloud under the speed of 16711r/min is shown in Fig.5.When is the most susceptible damage part, belong to the fragile area. In turntable matrix material selection, material tensile ultimate strength should be greater than 547.53MPa, and try to choose a less dense, otherwise, the incorrect material selection will result in rotation speed to reach or exceed the speed of damage, it will cause danger to the safety of equipment and personnel. To make the turntable rotation be safe and reliable, select the high-temperature alloy GH985 as a turntable base material.3.3 Ultra-high-speed dial kinetic analysisBased on static analysis, do the dynamics analysis of dial system first is the modal analysis and harmonic analysis of turntable system. Mode is inherent in the mechanical structure of the vibration characteristics, each mode has a specific natural frequency, damping ratios and mode shapes. These modal parameters can be achieved by calculation or test analysis, such a calculation or test analysis process is known as modal analysis [7]. Do modal analysis of the dial overall after tip installed, the mode number is set to 10, obtain first 10 natural frequencies and the corresponding mode shapes of carousel system in the state of no external load constraints.The sixth-order natural frequency range of the rotor is 0Hz~ 2.29e-03Hz, the seventh order natural frequency suddenly surged to 1022.4Hz, the tenth-order natural frequency up to 1183Hz. When the rotor frequency of the experimental system reaches this range, the carousel system occurs resonance. During the acceleration of the carousel system, low speed dial torsional vibration occurs more obvious, as the speed increases, the shaft produces a more significant bending vibration. The normal operating frequency of the ultra-high-speed friction and wear testing system is above 1700Hz, so, the test system can be effectively avoided resonance phenomenon in the scraping experiments.Following the modal analysis of the rotor system, you need to do the corresponding harmonic response analysis on rotary table’s vibration frequency. The so-called harmonic response analysis is the technology that it can be used to determine the linear structure’s steady-state response when the linear structure is bearing a load with sinusoidal (harmonic) changes. During the rotary table harmonic analysis process, you need to set the frequency range of the dial system and set the external load that the rotary table system bears. Assuming the same as the rotational frequency of the rotary table and the system is 1752Hz, so the set frequency ranges 0-1752Hz. Vibration amplitude at the frequency of 1183Hz reached 2.32e-3mmm.And when the amplitude reaches the highest peak, the phase angle has risen to the highest value-180°.That means in this frequency rotary table’s torsional vibration p henomenon is strong.4 .Conclusions(1) When the ultra-high-speed friction and wear testing system works, turntable system is at ultra-high speed, shaft will occur significant vibration. Turntable starts from rest, in the accelerationphase, due to the presence of angular acceleration, vibration is more intense; when the dial is rotated to achieve the required speed for constant speed rotation, the vibration is weakened.(2) When the scraping happens between the dial and the coating, dial response should have complex transient lateral and torsional vibrations. When scraping happens between the tip and the coating, the carousel system bending vibration and torsional vibration occur simultaneously,and bending vibrations of the dial system response associates with torsional vibration, the torsional vibration response changes only relate to the time of producing coatings scraping, regardless of the bending vibration.(3) The natural frequency of the turntable inclines to the vibration frequency when the dial works properly, but in dial accelerated process we should try to shorten the acceleration time of the turntable in the resonance region.References[1]Zhang Deming, Ren Xianjing, Teng Baiqiu. Research Progress on Performance Evaluation Techniques of Abradable Seal Coatings[J]. Thermal Spray Technology, 2009, 1 (2):19-22.[2]LIU Junhai, He Jiawen, Lu Mingzhu. A New Method for Evaluation of Mechanica l Properties of Sealing Coating[J]. Materials Engineering, 1997, (11):43-44.[3]Ke LiZONG,QImansiji. Rotor dynamics elastic support [M]. Beijing: Science Press, 1987.[4]HAN Y anguang. The Numerical Experimentation and Analysis of Dynamic Balance for High Speed Rotors[D]. Huazhong University of Science and Technology, 2008:1-94.[5]Edwards S, Lees A W, Friswell M I. The Influence of Torsion on Rotor/Stator Contact in Rotating Machinery[J]. Journal of Sound and Vibration, 1999, 225(4): 767-778.[6]HU Niaoqing. Research on Identification of Nonlinear and Fault of Rub-impact in Rotors[D]. National Defenes University of Science and Technology, 2001: 24-35.[7]PU Guangyi. ANSYS WORKBENCH 12 Basic tutorial with example explanation[M]. Beijing: China WaterPower Press, 2010, 10.。