基于LMS的齿轮箱试验模态分析

为了更好地分析传动齿轮箱动态特性从而优化齿轮箱的结构,应用LMS测试分析系统对JZQ-250型齿轮箱进行建模,采用最小二乘复频域法对齿轮箱各阶模态进行参数识别;并利用得到的齿轮箱的各阶模态振型,分析齿轮箱的结构特征及动力学特征。     

基于PolyMAX法的齿轮箱试验模态分析

搭建了基于PolyMAX法的试验模态分析系统,在LMS模态分析模块下对JZQ-250型号齿轮箱进行了建模,采用多点激励单点响应法,对该齿轮箱进行锤击试验,对所采集数据进行分析处理,建立传递函数,通过PolyMAX模态参数识别方法来提取模态参数进行定阶、拟合,获得了该齿轮箱的各阶模态参数,通过与计算模态比较,证明两者的有效性和可靠性,为进一步改进齿轮箱的结构特性以及基于模态分析的齿轮箱故障诊断等提供了理论依据。并基于模态分析提取各阶固有频率,去除小波分解中对应频带分量,达到对故障信号的降噪处理。     

考虑受迫振动的齿轮传动轴动力学仿真分析

齿轮传动系统传动轴振动特性对保证安全运行具有重要作用,针对四级减速系统的传动轴展开了动力学分析,并展开加速度振动信号实验测试分析。研究结果得到:各阶模态也形成了更高频率值,传动轴前六阶固有频率范围为610～1325Hz,齿轮系统转频在1.3～581.32Hz范围内,传动轴达到了比最高啮合频率更高的最低固有频率,从而防止齿轮箱跟传动轴发生共振的问题。     

谐波齿轮减速器的频率特性分析

对谐波齿轮减速器样机进行了频率特性的测试与分析，获得了样机在几种工况下的频率结构谱图，分析了与此种减速器转速成比例的各阶振动频率成分之间的相互关系和变化特性，进而由实验测试分析验证了谐波齿轮减速器所具有的动态性能。     

挖掘机齿轮箱动态特性的实验与仿真分析

齿轮箱的动态特性对变速器及整机的振动性能影响极大。结合有限元及测试技术对XG958H型号的挖掘机齿轮箱进行自由模态分析和测试,获得了箱体的模态参数;应用ANSYS Workbench分析软件对齿轮箱进行模态仿真分析,并同时基于LMS测试分析系统,利用最小二乘复频域法拾取齿轮箱各阶段模态参数。结果表明,两种方法得出的结果基本一致,最大误差为7.54%,验证了LMS实验方法与ANSYS Workbench模拟方案的可靠性,为避免齿轮箱工作时可能产生的共振频率提供参考。     

基于ERA法的齿轮箱试验模态分析

搭建了基于ERA法的试验模态分析系统,在Coinv DASP MAS模态分析模块下对HW25505TCL型号齿轮箱进行了建模,采用单点激励多点响应法,对该齿轮箱进行锤击试验,对所采集数据进行分析处理,建立状态空间方程,通过ERA模态参数识别方法来提取模态参数进行定阶、拟合,获得了该齿轮箱的各阶模态参数,并采用振型相关矩阵进行模态验证。通过与计算模态比较,证明两者的有效性和可靠性,为进一步改进齿轮箱的结构特性以及基于模态分析的齿轮箱故障诊断等提供了理论依据。     

基于Romax的高速齿轮转子临界转速的计算与分析

高速齿轮转子应用广泛,其动态特性影响着齿轮箱的运转稳定性和可靠性。通过Romax软件,对两种振动异常的高速齿轮转子进行动态分析,得到了两种转子的各阶固有频率,以及轴承支撑参数对各阶固有频率的影响。发现改进前两高速齿轮转子的运行转速接近1阶临界转速,同时在Romax中对轴系结构进行改进,使其工作转速远离临界转速;改进后试验表明,两转子各振动指标正常,齿轮箱运转良好;为高速齿轮转子的临界转速计算提供了一种精确有效的方法。     

大型船用齿轮箱的模态分析及结构优化

针对某型号大功率船用齿轮箱体的工作特性,基于NX平台建立了齿轮箱体的有限元分析(finite element analysis,FEA)模型,完成了船用齿轮箱体的固有频率和相应各阶模态振型的数值计算,并分析模态振型对箱体性能的影响,在保证不产生干涉的前提下,对箱体增设了加强筋结构,使得箱体刚度进行合理分配和平衡,达到箱体结构优化的效果。结果表明优化后的箱体总体刚度大大提高,振动明显降低,齿轮箱体的综合质量及工作稳定性得到提高。     

大功率循环泵行星齿轮箱耦合动态特性分析

综合考虑齿轮时变啮合刚度及轮齿误差等内部激励作用下,建立了某大功率循环泵行星齿轮箱齿轮-传动轴-轴承-箱体系统耦合动力学模型。对齿轮箱系统有限元模型进行耦合模态分析,采用模态叠加法对齿轮箱的动态响应进行求解,得出齿轮箱各点振动位移和速度时频域响应历程,为大功率循环泵行星齿轮箱系统的动态性能优化提供了理论依据。     

高速旋转状态下齿轮轴系耦合的模态分析

提出了一种用ANSYS分析齿轮轴系耦合模态的新方法,以齿轮箱齿轮转动系统为研究对象,根据转子动力学基本理论和齿轮啮合原理,建立了高速工作状态下转动轴系的有限元动力学模型。模拟某齿轮箱转动轴系实际工况,采用ANSYS中MPC方法对齿轮接触进行解算,得到齿轮低阶固有频率和主振型,并通过与静止状态下分析得到的固有频率进行对比分析,运用此方法可以在传动系统设计时避开齿轮箱啮合工作频率,避免由机械共振造成的整机故障,并为齿轮箱系统故障诊断提供理论支持。     

Numerical analysis and experimental investigation of modal properties for the gearbox in wind turbine

Wind turbine gearbox (WTG), which functions as an accelerator, ensures the performance and service life of wind turbine systems. This paper examines the distinctive modal properties of WTGs through finite element (FE) and experimental modal analyses. The study is performed in two parts. First, a whole system model is developed to investigate the first 10 modal frequencies and mode shapes of WTG using flexible multi-body modeling techniques. Given the complex structure and operating conditions of WTG, this study applies spring elements to the model and quantifies how the bearings and gear pair interactions affect the dynamic characteristics of WTGs. Second, the FE modal results are validated through experimental modal analyses of a 1.5 WM WTG using the frequency response function method of single point excitation and multi-point response. The natural frequencies from the FE and experimental modal analyses show favorable agreement and reveal that the characteristic frequency of the studied gearbox avoids its eigen-frequency very well.     

基于特征灵敏度技术的船用齿轮箱抗振优化设计

舰船传动齿轮箱的设计要求一定的抗振性能和低噪声水平。在对船用齿轮箱模态分析的基础上,从运行环境分析其抗振要求,采用特征灵敏度技术衡量各部件对振动特性的影响权重,然后对低阶固有频率影响程度较大的上盖进行了多目标形貌优化和尺寸优化以获得其加强筋的分布方案,由此得到的结构修改方案显著地提高了齿轮箱的抗振性能。归纳了船用齿轮箱抗振结论和优化设计方法,对同类齿轮箱的抗振设计具有参照意义。     

基于灵敏度分析的某齿轮箱动力修改

为改善齿轮箱的振动特性,提出基于动态灵敏度分析的齿轮箱结构动力修改.通过对某船用齿轮箱进行灵敏度分析,讨论结构参数的变化对其振动模态影响,该方法和结论可以为齿轮箱动力修改提供参考.     

基础运动对漂浮式风电机组齿轮箱传动系统附加激励的影响

风电齿轮箱传动系统是漂浮式风电机组中传递力与运动的关键传动装置,受到频繁的基础运动影响,振动特性复杂。提出一种适用于非惯性坐标系下六自由度基础运动与含公转/自转运动构件六自由度振动位移的耦合建模方法,并利用集中参数法和拉格朗日方程建立了风电齿轮箱传动系统动力学模型,分析了基础运动对构件产生的附加激励以及振动响应影响。研究结果表明：基础运动会对传动系统中构件产生时变的附加参数激励,这些附加激励的特征频率主要以系统自身特征频率与基础运动频率及其倍频的组合频率为主;作用在构件上的附加激励幅值与纵荡、纵摇基础运动幅值及其频率呈现非线性关系,纵荡、纵摇基础运动的幅值越大、频率越高,附加激励中纵荡与纵摇运动之间的耦合效应也愈明显;基础运动会增大构件的径向与轴向振动响应,使其出现与基础运动频率相关的特征频率。     

汽车变速箱破裂的诊断与分析

针对某型汽车在用户使用较短的时间内变速箱出现裂纹的问题,进行了试验振动分析。提出并实现了整车联结状态下的试验振动测试与模态分析,以及汽车运转状态的振动试验分析,得到了变速箱的固有频率和纵向振动模态。找出了在常用典型档位和转速情况下不平衡量对变速箱振动幅值的影响、不同减振器刚度对变速箱振动的影响,并进行了在复杂路况下对变速箱的动强度测试与分析,由此确定了变速箱的薄弱部位并找出了变速箱破裂的各种影响因素。     

带有加工工具的超声复合变幅杆的优化设计

鉴于传统的带有加工工具的超声复合变幅杆求解方法的不准确性,运用有限元法,设计带有加工工具的复合变幅杆,并对其进行动力学分析,包括模态分析、谐振分析;并在此基础上进行优化设计。在保证其突变处工作应力在其材料许用应力范围的前提下,得到其固有频率等于工作频率时复合变幅杆的最佳放大倍数及谐振长度;运用有限元法,分析了工具头的长度,直径对于整个变幅杆谐振长度、放大倍数的影响,为设计更多的复杂形变幅杆提出了一种新的思路。     

基于听觉原理的谐波频率自动提取方法

基于听觉系统的运行机制,提出一种可自动识别和提取信号中谐波频率的计算方法。首先,对信号进行基底膜带通滤波;其次,模拟听皮层时频感受野现象对不同时频域内信号进行二维傅里叶变换并提取幅值和频率信息,基于幅值信息的侧抑制结果,提出了一种谐波成分频率点的判据方法;最后,对提取得到的谐波频率点进行重组,从而可揭示信号中的主要频率成分以及各成分的时变情况。数值仿真和试验数据验证结果表明,所提方法可准确提取信号中的各谐波频率,并具有一定的抗噪声干扰能力,对于微弱谐波成分的频率提取亦有较好效果。     

基于形态分量分析与能量算子解调的齿轮箱复合故障诊断方法

针对齿轮箱复合故障的故障特征分离,提出了一种基于形态分量分析与能量算子解调的齿轮箱复合故障诊断方法。该方法先根据振动信号中各组成成分形态的差异,采用形态分量分析方法构建不同形态的稀疏表示字典进行故障成分分离,将齿轮箱复合故障信号分解为包含齿轮故障信息的谐振分量、包含轴承故障信息的冲击分量和噪声分量,然后分别对谐振分量和冲击分量进行能量算子解调分析,最后根据各解调谱诊断齿轮和轴承故障。算法仿真和应用实例表明该方法能有效地分离齿轮箱复合故障振动信号中齿轮与轴承的故障特征。     

齿轮箱系统动力响应分析及其噪声预测

齿轮箱系统的动力学特性对齿轮箱的工作性能、寿命、振动和噪声有着决定性的作用。为了更好地了解和掌握系统的动力学特性,首先采用ADAMS软件提取了齿轮副间的动态啮合力作为齿轮箱动力响应的激振源;再利用ANSYS Workbench软件对齿轮箱系统进行了谐响应分析,得到了动力响应曲线;最后对所得的动力响应曲线进行了1/3倍频处理以得到齿轮箱系统的噪声预估。仿真结果表明,采用该方法可获得较为理想的动力响应特性,可为齿轮箱设计改造、减小振动噪声提供参考依据。