轻型高速船用齿轮箱箱体结构有限元分析

为提高轻型高速船用齿轮箱设计的可靠性,采用有限元法建立齿轮箱箱体的有限元静力学模型,通过仿真软件分析计算倒车、顺车工况下箱体位移和应力的分布情况。根据分析结果对箱体薄弱处结构进行合理优化。优化后的箱体强度分布趋于均匀,结构更加合理,为该型齿轮箱的生产制造奠定基础。     

多工况下风电齿轮箱联接螺栓疲劳寿命分析

针对风电齿轮箱联接螺栓疲劳受载复杂性问题,建立含螺栓的风电齿轮箱有限元模型,分析不同扭转和弯曲载荷下螺栓应力变化规律,依据风力发电机实际载荷谱,分段插值获得螺栓疲劳应力谱;基于雨流计数方法和Palmgrem-Miner疲劳累积损伤理论,结合螺栓材料S-N曲线,预测各疲劳应力谱下螺栓疲劳损伤,研究风电齿轮箱三种疲劳工况下各不同联接螺栓的疲劳寿命。结果表明:各疲劳工况下,前箱体与一级内齿圈间联接螺栓疲劳损伤值较大,疲劳弯矩工况下达最大损伤值0.853;疲劳扭矩工况下螺栓应力随扭矩增大而增大,危险螺栓靠近箱体两侧支撑处;疲劳弯矩工况下箱体产生倾覆效应,M_Y弯矩下危险螺栓位于箱体上下两侧,M_Z弯矩下危险螺栓位于箱体左右两侧。此次研究工作对提高风电齿轮箱整体使用寿命具有重要意义。     

基于Workbench高速动车组用驱动齿轮箱箱体强度分析

针对我国现在所用的高速动车组齿轮箱长期被国外垄断,且面临齿轮箱箱体裂纹故障频发的问题,对高速动车组用铝合金箱体进行重新设计。使用三维建模软件Solid Works创建箱体模型,对所设计箱体在短路和启动两种工况下进行载荷计算,并用有限元分析软件Workbench进行强度分析,仿真试验结果验证了所设计箱体在这两种工况都不会出现塑性变形和裂纹,根据TJ/JW 064—2015评估启动工况的分析结果,证明了所设计箱体满足列车运行的要求。所进行的研究工作对高速动车组齿轮箱的自主研发有重要的参考价值。     

基于有限元法的轮边齿轮箱破裂分析及改进

某全地形车在进行可靠性试验时出现轮边齿轮箱破裂,应用有限元软件对轮边齿轮箱进行强度计算,模拟结果显示,极限负荷工况下齿轮箱强度不足是箱体发生破裂的原因.通过对改进方案的对比分析,提出两条可提高箱体强度的改进意见,最终的改进方案通过了实车可靠性试验验证.     

高速动车组齿轮箱稳态温度场分析

高速动车组齿轮箱运行时会产生大量的热使其温度场平衡温度升高导致其出现热轴、箱体表面出现裂纹等故障现象,为了获得齿轮箱温度场分布规律,对某型高速动车组齿轮箱进行稳态温度场分析。建立了齿轮箱稳态温度场数学模型并确立了边界条件,通过有限元法对齿轮箱温度场进行数值模拟分析,并与试验结果对比以验证建立模型的可靠性。结果表明:小齿轮两个圆柱滚子轴承处温度最高,出现热轴故障的可能性最大;温度以热源为中心向周围扩散,依次递减;仿真结果与试验结果误差小于3.36%,建立的仿真模型可有效预测齿轮箱温度分布。通过分析获得齿轮箱温度场的分布规律,为齿轮箱故障分析和润滑流道结构改进提供理论依据。     

高速动车组齿轮箱内部流场仿真分析及搅油损失计算

为精确、快速地获取操作过程中高速列车齿轮箱中复杂内部流场的真实运动和分布状态,通过合理简化高速动车组驱动齿轮箱的三维模型,采用运动粒子仿真(Moving Particle Simulation,MPS)开展仿真分析.基于箱体内部油液不同瞬时分布状态,研究正、反转工况、油液浸没深度和润滑油黏度等参数对齿轮箱内部流场分布的...     

重型刮板输送机减速器箱体动特性与试验研究

齿轮箱箱体的力学特性直接影响着重型刮板输送机可控启动装置(CST)运行的可靠性。针对某型CST齿轮传动系统,采取动力学分析与试验研究相结合的手段,在额定载荷工况下,确定齿轮箱箱体的支承动反力及边界条件,分析其瞬态应力、振动响应特性,获取齿轮箱体的固有特性与刚度的薄弱位置;最后,开展CST齿轮箱加载试验,分析运转状态下箱体表面应力和振动信号及其频谱。分析表明,理论结果与实测数据具有一致性,箱体表面的最大动应力通常远小于其材料的许用应力,箱体和齿轮传动系统不会出现耦合共振现象,中间箱体为整个减速器箱体的刚度薄弱环节,且箱体在输出端的前部振动较大。研究结果为CST减速器结构的动态优化提供理论依据和数据支撑。     

基于静动力学的船用齿轮箱焊接箱体轻量化

利用齿轮箱系统分析软件MASTA和大型通用CAE软件MSC Patran&Nastran,建立船用齿轮箱啮合分析模型和箱体有限元模型,分析对比多工况下齿轮箱箱体载荷,并进行结构效能分析评价.基于应力场平衡原理,结合强度和刚度的约束,以减少冗余材料为目标,设计箱体的轻量化结构,通过对轻量化箱体的模态分析,避免了齿轮箱系统...     

船用齿轮箱箱体的有限元模态分析

在Pro/E中建立船用齿轮箱箱体的三雏实体模型,然后采用有限元法,建立了该箱体的有限元动力学模型,最后用ABAQUS软件对箱体结构进行有限元模态分析,计算出了齿轮箱箱体的固有特性,对箱体的设计和改进有一定指导意义.     

大型桥式起重机减速器箱体轻量化设计

在齿轮箱箱体强度和模态分析的基础上,采用拓扑优化方法对箱体进行了轻量化设计,在满足箱体可靠性的条件下,优化后箱体质量减轻约15%,通过箱体优化前后的性能对比分析,验证了箱体改进的合理性。     

风电齿轮箱后箱体的结构设计和强度分析

对风电齿轮箱后箱体进行结构设计，并根据国家标准，对极限工况下的后箱体强度进行有限元分析，得到最大等效应力。分析结果表明，风电齿轮箱后箱体的结构强度满足要求。     

热轧板材单飞轮飞剪齿轮箱受力分析及改进

分析了曲柄连杆式飞剪的四连杆机构原理,推导该机构最大剪切力矩的一般计算过程;按照功能转换原理计算一个完整剪切周期齿轮箱内部功率流分配;在此基础上对飞剪齿轮箱进行FEM受力计算并进行相应改进设计。工程实例计算结果表明,单飞轮飞剪齿轮箱箱体受力具有非对称特性,改进后的齿轮箱具有更好的刚性分布及可靠性。     

焊接结构齿轮箱体的强度分析

利用三维CAD软件建立焊接结构齿轮箱三维有限元模型,通过有限元分析软件模拟齿轮箱体在实际运行工况下的变形和应力,经过计算对比,在科学的依据下,对箱体的强度和刚度进行改进,使经常失效的焊接结构齿轮箱在改进后强度和刚度有明显的提高,使用寿命延长5倍以上。     

动车组齿轮箱润滑流场及压力场计算分析

齿轮箱内部的润滑油运动轨迹对机械旋转部件的功率传递和冷却性能有着重大影响。基于自主研制的高速齿轮箱,对润滑油流场和压力场进行仿真分析,利用RNG k-ε端流模型理论对连续方程、流量方程、湍动能方程和湍动能耗散率方程进行解算。对齿轮箱模型进行适当简化,采用动网格理论和PRESTO离散方法开展仿真分析,并对不同工况的计算结果进行对比分析。通过分析获得轴承进油孔质量流量分布特征,以及轴承润滑流道中润滑油的实际油量,为后续轴承润滑最佳注油量的定量分析,以及齿轮箱结构设计和系统改进提供理论参考。     

高速列车齿轮箱箱体在位模态识别

通过台架试验识别出高速列车齿轮箱装配状态下箱体的模态参数。试验中齿轮箱装配于实际的轮对系统并且模拟齿轮箱在转向架构架上的实际约束。采用多频带平稳随机激励,运用Poly MAX方法完成齿轮箱箱体前六阶模态参数(包括模态频率、阻尼比、振型)的识别,对比试验结果与仿真计算,两者相一致,表明参数识别可靠。对于模态参数识别过程中出现的虚假模态,通过在不同激励点的锤击试验获得轴、齿轮箱、轴箱等部件的响应,分析轴-齿轮箱、轴箱-齿轮箱、轴-轴箱等子系统之间的传递函数,确定虚假模态主要振动来源并探究车轴、轴箱等零部件对台架试验中齿轮箱箱体振动响应的影响。采用连续小波变换和奇异值分解相结合的方法弱化能量值较低的虚假模态,进一步提高箱体在位模态参数识别的准确性。     

城市轨道列车齿轮箱模态及振动响应分析

齿轮箱是城市轨道列车的重要传动设备,针对由箱体振动导致的齿轮箱体易破坏的问题,通过Creo软件对箱体及传动部件进行三维建模,然后利用Workbench中的模态分析模块对齿轮箱装配体进行有限元分析,再通过试验模态来验证理论模态方法的结果,并通过对箱体的谐响应分析及随机振动分析获得齿轮箱的动态响应规律。分析结果表明,理论及试验模态固有频率及阵型结果相近,验证了通过有限元法获得模态的有效性,而模态分析结果显示应通过调整齿数或电机频率来调整齿轮啮合频率以避开共振现象。而谐响应分析结果同样表明,齿轮箱在500 Hz左右有较为明显的振动响应,显示了与模态分析结果的一致性。随机振动分析结果则表明齿轮箱结构设计合理,能够对外部激励有良好的振动响应。基于以上分析结果,提出调整运行策略及优化箱体结构设计以避开共振效应。     

基于参数化设计的高速齿轮箱多目标优化分析

为了提高某高速齿轮箱体的静动态特性,采用多目标优化方法中的主要目标法,对参数化设计的高速齿轮箱体进行结构优化分析。基于ANSYS Workbench的仿真模拟结果表明,多目标优化方法可以在减轻箱体质量的同时,有效地提高箱体的静动性能和设计效率,满足高速齿轮箱体更高的性能要求,为齿轮箱其他相关零部件的优化设计和改进提供了理论依据和参考。     

基于试验台架的高铁牵引齿轮箱试验研究

根据高铁牵引齿轮箱特性,确定齿轮箱振动、噪声、应力测试的不同工况,并搭建试验台进行测试。箱体额定负载不变工况下,箱体的加速度幅值、空气噪声值和应力值,随转速的升高呈增大趋势。当转速值为2 500 r/min和3 500 r/min时,箱体的加速度幅值出现峰值。在额定转速和额定负载工况下,对箱体加速度和空气噪声值进行频域分析,结果表明箱体振动主要由啮合频率及其倍频引起,在啮合频率及其倍频旁存在边频带,边频间隔为输出轴转频、输入轴转频;箱体的最大空气噪声值为89.74 dB,出现在2 400 Hz附近,对应啮合频率2 391.7 Hz。试验结果可为箱体的理论分析提供试验数据。     

强耦合结构动载荷识别方法

以高速列车转向架构架为研究对象对强耦合结构的动载荷识别方法进行了研究.分析构架的结构特点及载荷系分布,以齿轮箱载荷识别为例通过加载齿轮箱载荷工况及干扰载荷工况获得强耦合边界测点的应变响应,通过三次样条空间插值的方法分别获得了三种工况下的强耦合区域内部的应变分布,将两种干扰载荷工况应变等高线交叉为零的点选为齿轮箱载荷识别测点,通过逐级加载的"载荷-应变"传递系数标定试验获得了标定散点,通过对散点进行回归分析获得最终的齿轮箱载荷系"载荷-应变"传递系数从而完成了载荷识别.通过线路实测获得了齿轮箱载荷系的时域数据,利用短时傅里叶变换得到了齿轮箱载荷系的时频图及频谱图,通过频域分析验证了该载荷解耦方法的有效性.     

轨道车辆齿轮箱结构及强度分析

对轨道车辆齿轮箱进行了研究,建立三维模型并进行COSMOSWork有限元分析,对比了不同的材料在相同的工况下,箱体的位移和应力应变的变化,为轨道车辆齿轮箱材料的选择提供了依据;另外,从箱体的铸造工艺出发,分析出箱体的结构特点,探讨了箱体的浇注系统,为箱体的铸造质量提供了保证。