含轴向偏载的行星齿轮传动系统动态特性研究EI北大核心CSCD

轴向偏载是影响行星轮传动系统工作状态的重要因素,以行星轮传动系统为研究对象,运用牛顿动力学理论建立了行星传动平移-扭转动力学模型,讨论了轴向偏载对啮合刚度的影响。在考虑轮齿齿面接触特性基础上,揭示了轴向偏载对行星传动系统动态特性的影响。研究表明:太阳轮发生轴向偏载后,齿面接触区域产生偏移,其啮合刚度也随之发生改变。随着偏载的增大,啮合刚度逐渐减小,对行星传动系统的高阶固有频率影响较为明显。太阳轮与行星轮的外啮合动载荷将出现转频成分,并且当偏载增大时,其转频成分将明显增大,但其他频率成分基本保持不变。当存在轴向偏载时,浮动轨迹由圆形分布变为椭圆形分布,浮动轨迹中的变形量增加,从而系统振动更加明显,啮合冲击更激烈,影响系统的使用寿命。     

平衡式两排轴向柱塞泵斜盘力矩特性建模与分析

为确定平衡式两排轴向柱塞泵斜盘与柱塞组件间的匹配关系,理论分析了其斜盘斜面的受力状况,建立了平衡式两排轴向柱塞泵及其斜盘的仿真模型,得出了柱塞分布圆半径、柱塞直径、斜盘斜面倾角等对斜盘力矩的影响.结果表明:内排柱塞分布圆半径增大,斜盘合力矩减小,外排柱塞分布圆半径增大,斜盘合力矩增大,且外排柱塞分布圆半径对合力矩的影响远大于内排柱塞分布圆半径,减小内、外排柱塞分布圆半径差有利于减小合力矩;内排柱塞直径增大,合力矩减小,外排柱塞直径增大,合力矩增大,应尽量使内、外排柱塞直径尺寸接近.平衡式两排轴向柱塞泵斜盘合力轨迹呈类"三角形",转折点少,方向突变性低,合力变化平缓,使得斜盘受力良好,运行更平稳,振动更小.研究结果可为平衡式双排柱塞泵斜盘的优化设计提供理论指导.     

旋转斜盘实现变量的轴向柱塞泵研究

目的提出了一种旋转斜盘实现变量的轴向柱塞泵,研究了该泵的变量方式及排量变化规律,以及变量过程中的脉动情况。方法建立旋转斜盘型变量柱塞泵排量数学模型,对其工作原理进行论述,推导出旋转斜盘型柱塞泵的排量公式,绘制该泵随斜盘旋转角度变化的排量变化曲线;根据通轴式轴向柱塞泵的结构特点,设计旋转斜盘型柱塞泵的变量结构,并对斜盘进行了受力分析,得出其转矩计算公式;推导出柱塞泵的瞬时流量计算公式,并绘制瞬时流量变化曲线,将旋转斜盘型变量泵和调节斜盘倾角型变量泵的流量脉动率进行了对比分析。结果旋转斜盘型柱塞泵的排量与斜盘相对配流盘旋转角度之间的关系为余弦变化关系,当斜盘相对配流盘旋转角度由0°向90°增大时,该泵的流量逐渐减小,但脉动系数逐渐增大。结论旋转斜盘型变量柱塞泵可以实现变量及换向,但是在调节流量时脉动系数会发生较大变化,需要进一步克服该缺陷。     

层理煤岩SHPB冲击破坏动态力学特性实验EI北大核心CSCD

为了研究层理对煤岩动态力学破坏特征的影响,利用75mm大直径分离式霍普金森压杆(SHPB)动载实验装置,采用纺锤形子弹和超声波检测仪,开展层理原煤试样(垂直层理和水平层理取样)和均质性较好的砂岩试样冲击破坏动态力学特征对比实验。实验结果表明:(1)纺锤形子弹产生的近似半正弦波加载具有平缓应力波上升沿特征,更适合煤岩类脆性材料动载实验;(2)煤体层理使超声波垂直穿过时产生层理效应,导致波速严重衰减,试验中水平层理取样的原煤超声波波速约为垂直层理的2倍;(3)层理原煤和砂岩的动载破坏应力-应变曲线差异较大,层理特征是导致原煤具有较长塑性变形阶段和曲线波动性的重要因素;(4)砂岩的动态弹性模量比层理原煤试样大1个数量级,层理影响了煤岩冲击破坏动力学特性。     

斜盘式轴向柱塞泵后壳体机械振动传递路径研究

轴向柱塞泵振动产生后,会按照某种规律沿着一定路径向外传递。以斜盘式轴向柱塞泵为研究对象,分析其机械振动产生机理及传递规律,建立振动传递路径模型;以泵后壳体作为振动传递的最终受体,建立了泵机械振动向后壳体传递的路径模型;通过数值模拟和实验确定模型参数,利用MATLAB对数学模型进行求解,得到了机械振动向后壳体传递的规律;基于路径传递率的概念,对振动传递路径系统进行了路径贡献度分析,并辨识出主要传递路径;搭建了轴向柱塞泵振动测试实验台,进行了实验研究。结果表明:所建立的轴向柱塞泵振动传递路径模型和求解方法较为准确,分析误差小于5%。该研究方法为轴向柱塞泵振动传递、能量耗散规律研究,以及参数灵敏度分析奠定理论基础。     

基于改进NSGA-Ⅱ算法的安全阀动态特性分析及优化EI北大核心CSCD

针对安全阀动态性能缺乏高精度预测模型和优化方法的问题,提出一种考虑阻尼因素及气体扩散因素的动态响应系统模型和基于改进NSGA-Ⅱ(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ)算法的优化方法。通过安全阀动态响应系统模型建立仿真模型,对安全阀进行启闭过程动态特性仿真,与动态特性试验结果对比,验证动态响应系统模型的精确性;在NSGA-Ⅱ算法中引入一种权重向量设置方法和自适应变异算子,对安全阀结构参数进行多目标优化。优化后安全阀动态特性评价指标响应时间、振动幅值和稳定值与优化前相比分别缩短5.95%、减小68.29%和减小1.98%。结果表明,优化方法可提升安全阀动态性能。     

液压阻尼型橡胶隔振器动态特性建模方法EI北大核心CSCD

从液压阻尼型橡胶隔振器的集总参数模型出发,推导并分析了其统一的复刚度线性模型。基于推导的线性模型,同时考虑了液压阻尼型橡胶隔振器惯性通道阻尼的非线性以及上液室刚度的非线性,建立一种新的非线性模型。该模型能反映液压阻尼型橡胶隔振器动态特性的幅值、频率相关性。最后,在简谐激励和随机激励下,利用建立的非线性模型分析液压阻尼式橡胶隔振器的动态响应,并和试验结果进行了对比分析。     

超临界轴向运动Timoshenko梁横向受迫振动EI北大核心CSCD

研究外部激励作用下,超临界轴向运动Timoshenko梁横向非线性振动的稳态响应。通过对非零平衡位形的坐标变换,从轴向运动Timoshenko梁的横向振动控制方程推导得到超临界速度下受横向外部激励的陀螺系统标准控制方程。运用Galerkin截断法数值研究超临界下轴向运动Timoshenko梁的稳态周期幅频响应关系,并通过与超临界速度下轴向运动Euler-Bernoulli梁的稳态幅频响应曲线进行对比,研究Euler-Bernoulli梁理论的适用范围。     

基于刚柔耦合的复合滚柱活齿传动动态特性分析EI北大核心CSCD

针对实心滚柱活齿在运行过程中滚柱接触应力大和系统易产生较大振动噪音的问题,对滚柱活齿进行改进,提出一种复合滚柱活齿结构,在数值仿真过程中将复合滚柱活齿外圈和内芯以及实心滚柱活齿进行柔性化,分别建立了两种不同滚柱活齿传动的刚柔耦合动力学模型,对系统传动动态特性进行分析。仿真结果表明,复合滚柱活齿传动与实心滚柱传动相比,其动态啮合力和振动加速度的峰值及波动范围更小,输出更平稳。复合滚柱的柔性增大了滚柱活齿传动中的阻尼,使系统在运行过程中的冲击载荷减小,系统振动明显改善。振动试验表明,复合滚柱活齿样机所测振动加速度峰值明显降低,且整体传动振动噪声明显改善,复合滚柱活齿结构对传动过程减振降噪起到一定作用。     

接地棒辅助钻机振动特性分析EI北大核心CSCD

为分析接地棒辅助钻机工作过程中的振动并对其改进。建立接地棒辅助钻机的仿真模型,进行参数设置,对接地棒辅助钻机进行整机模态分析,得到整机的固有频率及振型,使用有限元分析法对接地棒辅助钻机进行瞬态动力学分析,得到不同电机转速、不同载荷下机器的振动加速度与频谱。通过整机动态信号测试,得出各个测点的振动加速度与频谱。仿真结果与试验结果对比,吻合度较高。仿真与试验结果表明电机转速对接地棒辅助钻机振动特性影响较大,载荷对其影响较小。对接地棒辅助钻机进行减振优化,对比优化前后的接地棒辅助钻机的振动加速度幅值与应力应变,结果表明,该优化方案对机器的减振是有效的,提高了接地棒辅助钻机工作的稳定性与使用寿命。     

某重型变速器壳体的动态特性分析

为分析某重型变速器壳体的动态特性,基于LMS Test.Lab软件,使用激振器法进行试验模态分析,基于Hypermesh软件,使用Block Lanczos法进行计算模态分析。分析结果表明,橡胶轮胎支撑可模拟该自由模态试验的边界条件;变速器壳体主副箱连接方式为面面接触及采用高阶四面体单元可以获取更准确的计算模态参数;两种方法获取的壳体非零前六阶固有频率相对误差皆小于5%,振型基本一致,验证该壳体有限元模型的准确性。此研究表明结构模态分析技术对结构动态特性分析的有效性,为分析及改善该变速器总成的动态特性奠定基础,为类似结构的重型变速器壳体模态分析提供参考。     

含轴承倾斜不对中的行星轮系‑转子系统动态特性研究EI北大核心CSCD

针对某履带车辆汇流行星排传动系统支撑轴承存在的安装不对中问题,建立了含轴承倾斜不对中的行星轮系⁃转子系统动力学方程。理论推导了可考虑球轴承分别处于内/外圈倾斜不对中故障条件下的轴承力模型。将该模型与行星轮系集中质量模型以及转子有限元模型耦合,得到了行星排传动系统动力学模型。分析了轴承不对中对系统动态特性的影响,并讨论了滚道曲率半径和轴承间隙等参数对系统动力学特性的演变规律。结果表明,倾斜不对中使轴承接触力急剧增大;接触角、接触刚度、轴承间隙产生周期性波动;变柔度振动频率幅值增大,系统振幅降低。提高滚道曲率半径和轴承初始间隙会增大变柔度振动。但适当选择较大的轴承间隙,可抵消轴承安装不对中造成的不利影响。     

多轴向与单轴向随机激励下结构动力学响应对比研究EI北大核心CSCD

为了分析结构在多轴向与单轴向振动环境下疲劳失效行为存在的差异,从理论分析、数值仿真以及试验研究三个方面,对典型结构开展了多轴向与单轴向随机振动环境下动力学响应对比研究。研究结果表明:多轴向振动环境能够同时激发结构不同方向的模态振型,在三个轴向互不相关的振动环境下,结构的动力学响应为各个方向单轴向振动时引起的动力学响应的叠加;若各轴向载荷间存在相关性,则其相关性对结构动力学响应存在明显影响,且影响是有规律的。对以上结论产生的原因进行了分析研究,为两种工况下结构振动疲劳失效行为的研究奠定了基础。     

基于MC-XGBoost模型的航空发动机振动特性预测EI北大核心CSCD

为探索航空发动机高压转子组件的装配参数对整机振动响应的影响,通过不平衡响应振动方程描述了装配阶段几何偏差和不平衡偏差与振型的机理关系,提出一种基于最大相关性(maximum correlation,MC)系数与极端梯度提升(XGBoost)的改进模型,MC-XGBoost预测模型。通过MC系数筛选影响振动性能的关键参数,即最相关的几何/不平衡装配参数;代入XGBoost模型进行振动特性预测。利用试验数据对预测模型进行验证,结果表明所提出的MC-XGBoost预测模型相比于RF、GBDT算法模型,具有更高的预测精度,能够为航空发动机面向装配质量的振动特性评估提供一种有效的评价方法。