近日,机械工程领域国际知名学术期刊《Mechanical Systems and Signal Processing》(IF:8.9,中科院一区Top)和《Applied Mathematical Modelling》(IF:5.1,中科院一区Top)发表了机械与汽车工程学院李玉奇博士的最新研究成果Dynamic analysis of the lateral-torsional coupled vibration of a bolted joint rotor system considering the varying contact state at mating interface和Rub-impact investigation on the Lateral-Torsional Coupled Vibration of a Bolted Joint Rotor System with Interface Contact,广西科技大学为论文第一单位。
螺栓连接结构因其装拆便捷、连接可靠等优势广泛应用于航空发动机的设计与制造。然而,连接结构的存在引入了大量非连续性配合界面,导致发动机在运行过程中容易发生界面滑移与摩擦行为,进而引发结构的时变非线性刚度与能量耗散,显著影响转子系统动力学特性与运行稳定性。随着当前大发动机性能需求提高,要求转子在极短时间内升速至工作转速,加速过程转子的振动幅值显著增大,并促使界面接触状态演变,极易诱发碰摩故障。

针对以上问题,李玉奇博士团队考虑螺栓连接界面在横向与扭转振动过程中的时变接触状态,建立了考虑界面接触的螺栓连接转子系统弯–扭耦合动力学模型,并引入Stribeck摩擦模型模拟转子-定子碰摩故障。通过数值仿真与实验揭示了快速启动与定转速稳态运行工况下界面滑移行为与碰摩故障耦合作用对转子动力学特性的影响机理。研究结果表明,界面滑移显著降低系统等效刚度,快速启动工况下不平衡力的增加进一步加剧了界面接触状态的演化,使转子振动幅值增大并强化弯–扭耦合效应。


该研究工作得到国家自然科学基金(52305098)、广西自然科学基金(2024GXNSFBA010286,2022GXNSFBA035488)等项目的支持。
李玉奇简介:博士、副教授、硕士生导师、广西科技大学优秀青年学者、广西企业科技特派员。兼任重型车辆零部件先进设计制造教育部工程研究中心办公室主任、柳州市工程机械节能增效与结构可靠性重点实验室副主任、柳州市汽车车身及轻量化零部件柔性智能制造技术创新联合体副主任。主要从事螺栓连接转子动力学和非线性系统数据驱动建模等领域的研究工作,担任《Mechanical Systems and Signal Processing》《Nonlinear Dynamics》等机械和振动领域国际期刊审稿人。近年来主持国家自然科学基金项目1项、省部级科研项目3项,参与完成国家自然科学基金面上项目2项;获辽宁省技术发明二等奖1项;以第一作者/通讯作者在《Mechanical Systems and Signal Processing》《Nonlinear Dynamics》《Journal of Sound and Vibration》等国际期刊发表SCI论文30余篇,其中中科院一区/二区论文15篇;SCI论文web of science他引近500次,其中单篇最高引用次数94次(Mechanical Systems and Signal Processing, 2021, 158: 107778);授权发明专利1件、软件著作权3项;出版专著1部。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2025.113508、https://doi.org/10.1016/j.apm.2025.116459.