直升机超临界尾传动轴限幅减振器非线性动力学特性研究

直升机超临界尾传动轴在跨临界转速时会产生剧烈的振动。限幅减振器是专门针对尾传动轴跨临界减振问题设计的一种复合式减振器。限幅减振器与尾传动轴组成的系统具有摩擦、碰撞等强非线性特征,动力学特性异常复杂。为揭示限幅减振器工作机理并指导减振器设计,建立了具有双间隙结构的限幅减振器与尾传动轴系统的弹簧-质量-阻尼等效模型。分别基于直接时间域积分和时频变换谐波平衡（Harmonic Balance Method with Alternating Frequency-Time Domain Technique）+数值延拓（Numerical Continuation）两种方法对控制方程进行了求解。计算结果表明,限幅减振器存在无作用、正常减振、异常减振、限位四种工作状态。其中,限位状态是针对故障工况下尾传动轴进行的临时限位保护。此外,进一步研究了减振器参数对减振和限位效果的影响,得到了传动轴与碰摩环之间间隙、碰撞刚度以及临界摩擦力对限幅减振器减振效果的影响规律。发现存在最优临界摩擦力,且最优临界摩擦力与传动轴不平衡量等有关。同时限位状态下,通过增加碰摩环与底座之间的碰撞刚度可以减小限位幅值,但也会产生...     

刚性多支点传动轴的纵向振动分析

为进一步提高刚性多支点传动轴的安全性,研究了刚性多支点传动轴的纵向振动.根据质心运动定理、Galerkin法和Heaviside函数,求得非惯性系下倾斜、等跨距刚性多支点传动轴的纵向运动方程.在此基础上,用多尺度法求得一次近似解,分析了纵向振动的规律等.研究表明传动轴的非共振的纵向振动是小振幅、振幅按指数规律衰减、渐进稳定的振动;变化的惯性力和质量偏心使传动轴纵向振动;刚性多支点传动轴的纵向振动无法消除,影响横向弯曲振动的稳定性及振幅,使轴端的花键微动摩擦及磨损,对传动轴的安全性构成威胁的可能性很小;增加中间支点的数量,纵向振动的振幅减小.     

公理化设计与DFA集成的产品信息模型

在公理化设计理论的基础上，讨论了产品设计过程中功能要求的分解以及从功能域向结构域的曲折映射过程；建立了产品功能一结构层次模型和面向装配设计的产品信息模型．该产品信息模型不仅能够描述产品的层次结构信息，而且能够描述零部件之间的装配关系信息，能够实现CAD／CAE／CAPP/CAM的信息集成，为产品并行开发过程的信息集成打下良好的基础．以发动机减速器为例，对产品的功能树、结构树以及装配模型和装配关联矩阵的形成进行了说明。     

不同载荷下六孔束腰型叠片联轴器有限元应力仿真研究

叠片联轴器工作时经常会受到转矩、离心力、轴向位移和角向位移的作用,对叠片联轴器在以上各种载荷下的应力分析,能够为动力装置的安全运行提供可靠保证.建立了考虑叠片之间接触影响的六孔束腰型叠片联轴器有限元模型,分析了联轴器在转矩、离心力、轴向位移和角向位移单独作用下的叠片应力大小和分布特征,并通过改变螺栓的预紧力和叠片间的摩擦因数,研究了它们对联轴器应力特性的影响.结果表明,增大螺栓预紧力和摩擦因数会导致联轴器在转矩、轴向位移和角向位移作用下最外层叠片的最大等效应力值增大,但对离心力作用下的应力影响不大.     

微动疲劳中的应力状态参数和微动磨损参数的研究

本文对微动疲劳中的力学参数作出了研究。微动接触面上的力学参数可分为应力状态参数（SSP）和微动磨损参数（FWP）两类，并将应力状态参数综合为当量应力σ-1E,而将微动磨损参数用摩擦功W来表示．对桥式微动疲劳试件和燕尾型榫联接试件的数值分析表明，在微动接触面上疲劳断裂处的σ-1E和W值较大。因此，有可能使用了σ-1E和W值作为预测微动疲劳失效的两个基本参数。     

内激励作用下的单对齿轮振动噪声分析

综合考虑齿轮时变啮合刚度及齿轮误差等内部激励的影响,建立了单对齿轮扭转振动物理模型,采用龙哥库塔法进行求解,得到了齿轮节点位移。分析齿轮几何参数对齿轮啮合的振动噪声的影响,并采用修正Kato公式法对振动产生的噪声进行了定量计算。结果表明该方法可以较好地对齿轮振动所产生的噪声进行定量计算,为齿轮系统的降噪设计奠定了基础。     

齿面摩擦对面齿轮传动系统振动特性的影响分析

为研究齿面摩擦力对正交面齿轮传动系统动态特性的影响,基于集中参数理论,建立了考虑齿面摩擦、齿侧间隙、传动误差、时变啮合刚度、啮合阻尼、支撑刚度和阻尼等参数的正交面齿轮多自由度耦合振动模型,采用龙格库塔数值积分法对系统的动力学方程求解,得到随摩擦系统变换的系统动态响应分岔特性。结果表明,随齿面摩擦系数的变化,面齿轮传动系统的动力学特性有周期响应和混沌响应,动态特性比较复杂。     

一种圆锥面无键联接接触压力和应力的解析计算方法

推导了计算圆锥无键联接的接触压力的解析公式,给出了心轴和套筒轴的径向应力、轴向应力、切向应力、Mises等效应力以及压入轴向力的方程.对解析解与等效直径的圆柱面无键联接近似解法、有限元法的计算结果进行了比较.在不考虑端部应力集中时,3种方法计算出的接触压力和Mises等效应力结果差别不大.进一步验证了近似解法的可行性,并为计算圆锥联接传递的扭矩和胀紧套的应力分析提供了依据.     

基于LTCA的直齿轮啮合刚度的计算与分析

采用Matlab软件,运用三维有限元法获得了直齿轮齿面的柔度矩阵,对比分析了三种柔度矩阵的计算方法;建立了直齿轮啮合副的线接触和面接触两种轮齿承载接触分析模型,获得了齿轮副的啮合刚度,并分析了齿轮轮缘厚度、腹板厚度、施加载荷以及不同接触模型对啮合刚度的影响。研究结果表明:两种接触模型情况下获得的啮合刚度误差较小。轮缘厚度较小时,对啮合刚度影响较大;而腹板的厚度对啮合刚度的影响较小。在算例给定的参数下,当轮缘厚度与模数的比值大于3. 5左右时,轮缘厚度对啮合刚度的影响趋于平缓。