基于多软件联合的齿轮箱振动仿真及试验分析

综合考虑齿轮误差、时变啮合刚度和啮合冲击等内部激励对齿轮箱振动的影响,通过MATLAB和ADAMS联合仿真计算齿轮啮合内部激励力,运用Pro/E、Hypermesh和ANSYS联合仿真计算激励力作用下齿轮箱箱体的振动响应,并与试验箱体振动信号进行对比,仿真结果与试验结果的振动加速度频域分布大致相同,验证了多软件联合仿真的正确性。最后,将此仿真方法应用于故障齿轮箱的仿真,进一步验证了仿真方法的正确性,可为齿轮箱的振动研究提供良好的参考。     

粗糙度对接触界面动态特性的影响研究

接触界面的刚度和阻尼对机械结构的动态特性有重要影响,为了描述接触界面粗糙度对机械结构动态特性的影响,建立了振动应力波在粗糙接触界面传播的数学模型,并进行了数值仿真和模型试验。试验结果表明：较小的表面粗糙度有利于振动应力波通过接触界面传播;随着粗糙度值的增加,通过接触界面的振动应力波减少,说明较大的粗糙度界面消耗振动能量,但是产生了高次谐波,使振动状态变得复杂。     

基于信号传播模型的行星齿轮缺齿故障识别*

为了研究行星齿轮缺齿时包含微弱故障特征的振动信号在多级齿轮箱系统中的传递特性,先考虑仅由齿轮及转轴构成的"局部系统",采用集中质量法建立齿轮系统扭转动力学模型,依达朗伯原理导出振动微分方程组并求得各级齿轮啮合的振动响应即振动源信号。为了找出振动源信号在整个系统中的传递关系,在上述动力学模型的基础上再考虑包括齿轮箱箱体在内的"整体系统",通过对信号动态传播路径的分析,针对不同测点反映故障的敏感度不同的现象,根据系统辨识理论建立信号传播模型,并运用最小二乘类方法得到振动源信号传至不同测点的传递函数估计,即找到信号在系统中的传递关系。通过分析比较传递函数幅频特性曲线进而选取合适测点,在此测点下行星齿轮缺齿故障特征频率相对明显易识别。     

齿轮噪声控制的基础知识(四)

5 齿轮箱的振动与噪声的关系 (1)齿轮箱内噪声的传播途径和降噪措施齿轮噪声的主要原因是齿轮的周向振动,特别是啮合中的冲击。这种冲击发生的声音,直接地或者通过轴等间接地发射到空气中,同时,由于冲击而产生的强迫振动也使齿轮装置的各部份被振动。产生二次共振、共鸣噪声。振动、噪声的能量在向外传播时,通常都发生衰减,但由于齿轮装置的动特性,其中一部分可能被放大或者调制而发射到空气中。     

齿轮箱类系统的结构声功率流传递特性

以齿轮箱类复杂耦合系统为背景,推导“柔性振源齿轮轴-多维柔性轴承连接路径-柔性能量接受箱壁”的子系统导纳矩阵关系式,建立了系统的结构声功率流传递模型。建模过程中充分考虑了振源的力／力矩多维激励、振动功率流传递路径的柔性以及多维耦合特征。研究了齿轮箱不同的功率流传递路径及各路径之间的耦合特征,并对传递路径的柔性和引起箱体壁横向振动的功率流进行了定量分析。研究结果显示,该模型可方便地分析各子系统性能参数对整个耦合系统功率流特性的影响。     

弹性波在高压输电线中的传播特性

采用压电陶瓷设计了一种适用于高压输电线结构健康监测的传感器,分析了该传感器在输电线表面激励弹性波,得到了弹性波在输电线中的传播特性。利用Gabor小波变换计算传感信号到达时间的原理,试验得到了弹性波在输电线中传播的群速度频散曲线。结果表明,在低频段(低于30kHz)时,弹性波在输电线中的传播模态比较简单,适合用于结构健康监测。通过弹性波在输电线中的衰减试验,得到了信号峰值随传播距离的衰减曲线以及激励信号频率与信号峰值之间的关系曲线,得到弹性波在输电线中按照指数规律衰减。     

弧齿锥齿轮箱动态特性分析及辐射噪声预估

以升船机同步系统用弧齿锥齿轮箱为研究对象,综合考虑锥齿轮副刚度激励、误差激励和啮合冲击激励等内部动态激励,建立了包含弧齿锥齿轮副、传动轴、轴承和箱体等的齿轮系统动力有限元模型,采用ANSYS对齿轮系统进行动态响应分析,得到齿轮箱的振动位移、振动速度及振动加速度;以箱体表面节点振动位移为边界激励条件,在SYSNOISE中建立箱体声学边界元模型,采用直接边界元法进行辐射噪声预估,得出箱体表面的声压云图及场点的辐射噪声。结果表明:齿轮箱动态响应及辐射噪声的峰值频率均出现在啮合频率及其倍频处。     

齿轮箱类系统的结构声功率流传递特性

以齿轮箱类复杂耦合系统为背景,推导“柔性振源齿轮轴－多维柔性轴承连接路径－柔性能量接受箱壁”的子系统导纳矩阵关系式,建立了系统的结构声功率流传递模型。建模过程中充分考虑了振源的力/力矩多维激励、振动功率流传递路径的柔性以及多维耦合特征。研究了齿轮箱不同的功率流传递路径及各路径之间的耦合特征,并对传递路径的柔性和引起箱体壁横向振动的功率流进行了定量分析。研究结果显示,该模型可方便地分析各子系统性能参数对整个耦合系统功率流特性的影响。     

行星传动系统振动信号数学模型及特征频率分析

在行星传动系统振动信号频谱中,存在类似于定轴齿轮传动系统故障信号的调制边带。为了研究行星齿轮传动系统的振动机理,深入研究行星齿轮啮合过程振动信号的传递特点,通过试验与仿真,分析验证了齿圈固定式行星齿轮箱振动信号受传递路径影响的变化规律,结合行星齿轮啮合过程中啮合力的周期性变化影响,推导了行星齿轮传动系统振动信号数学模型。通过仿真分析了两种不同结构类型行星齿轮传动系统振动信号的频谱特性,并分析了啮合频率周围调制边带产生的原因。最后进行了风电齿轮箱的现场测试,通过分析实测振动信号验证了所建立数学模型计算结果的正确性。     

统计能量法在齿轮箱声学性能预测中的应用研究

基于统计能量分析(SEA)原理,以某船用齿轮箱为例建立了SEA模型,并通过理论分析确定了统计能量法的3个重要参数以及齿轮箱的轴承动载荷激励。由于齿轮修形可以有效降低齿轮啮合冲击产生的高频振动,为定量得到减振降噪效果,运用统计能量法分别对齿轮采用未修形和修形两种情况下,齿轮箱各子系统的振动速度以及距离齿轮箱外部一定距离的声压级进行了仿真预测。研究表明,统计能量法可为齿轮箱高频声学性能分析提供有效手段。     

振动系统随机传递路径功率流分析

基于功率流理论、Kronecker代数、函数的二阶矩技术、摄动理论和概率统计方法,实用有效地提出了振动传递路径系统的随机功率流分析方法.在考虑工程中的不确定因素以后,在频域内清晰地描述了振动传递路径的随机功率流.     

表面多孔管强化传热机理

介绍了换热器强化传热理论。并从如何增加换热面上的汽化按心及生成汽泡的频率以提；与换热系数方面阐述了表面多孔管的传热机理。     

Prediction of forced convective boiling heat transfer coefficient of pure refrigerants and binary refrigerant mixtures inside a horizontal tube

Forced convective boiling heat transfer coefficients were predicted for an annular flow inside a horizontal tube for pure refrigerants and nonazeotropic binary refrigerant mixtures. The heat transfer coefficients were calculated based on the turbulent temperature profile in liquid film and vapor core considering the composition difference in vapor and liquid phases, and the nonlinearity in mixing rules for the calculation of mixture properties. The heat transfer coefficients of pure refrigerants were estimated within a standard deviation of 14% compared with available experimental data. For nonazeotropic binary refrigerant mixtures, prediction of the heat transfer coefficients was made with a standard deviation of 18%. The heat transfer coefficients of refrigerant mixtures were lower than linearly interpolated values calculated from the heat transfer coefficients of pure refrigerants. This degradation was represented by several factors such as the difference between the liquid and the overall compositions, the conductivity ratio and the viscosity ratio of both components in refrigerant mixtures. The temperature change due to the concentration gradient was a major factor for the heat transfer degradation and the mass flux itself at the interface had a minor effect.     

光学传递函数的发展及其应用

介绍光学传递函数特点和应用技术。     

在贸易交接应用中选择和使用科里奥利流量计

本文通过对流量计基本类型的概述,科里奥利流量计和其他常用技术的对比,解释了为何科里奥利流量计是贸易交接应用中“最实用”的选择。同时,本文还提供了一些关于成功安装和使用科里奥利流量计的方法,贸易交接中流量计的认证和科里奥利质量流量计的校检。     

改进传递矩阵法计算转子系统不平衡响应和灵敏度

提出了一种基于传递矩阵和参数匹配相融合的改进传递矩阵方法。新方法将转子系统分成多个子系统 ,对各子系统建立传递矩阵模型 ,然后利用各子系统在结合面处参数匹配条件建立系统不平衡响应求解方程。这种方法克服了传统传递矩阵方法的缺点 ,并且可以非常方便地用来分析多跨或多转子系统振动特性。给出了不平衡响应灵敏度的计算方法。     

Tribological behaviour of duplex treated Ti–6Al–4V: combining nitrogen PSII with a DLC coating

The chemical structure and tribological behaviour of Ti–6Al–4V plasma source ion implanted with nitrogen then DLC-coated in an acetylene plus hydrogen-glow discharge (bias voltage −10 to −30 kV) were investigated. The as-modified samples have a TiN/H:DLC multilayer architecture (coating resistivity 1.6×10⁹ to 2.4×10¹¹ Ω/cm) and exhibit higher hardness, especially at low loads or plastic penetrations in the order of deposition bias voltage −10, −20 and −30 kV. At a lower contact load (1 N) and higher sliding speed (0.05 m/s), frictional properties in most cases improved, as did wear properties. At a higher contact load (5 N) and lower sliding speed (0.04 m/s), friction showed almost no improvement, and wear properties deteriorated. When the material of the counterbody was then changed from AISI 52100 to Ti–6Al–4V modified as the disc (contact load 5 N unchanged, sliding speed decreased), the friction coefficient decreased (but showed no improvement compared with the unmodified sample), while wear properties deteriorated further, and wear was changed from just the disc to both disc and ball, abrasive and adhesive dominated. Transfer films, mainly made up of wear debris transferred from the disc wear surfaces, were formed on the wear scars of the counterbodies. The deterioration of wear properties of the modified samples at the higher contact load is considered to be caused by the “thin ice” effect.     

Operational transfer path analysis

One of the tools used to study the NVH behaviour of a system is the transfer path analysis. It aims to identify the operational forces and the propagation paths of the vibrations and is especially interesting in the case when the system is composed of different subsystems. The classical techniques identify the transfer paths when the system is disassembled. This way one eliminates flanking transfer paths. Yet it is very time-consuming and the boundary conditions are not correct anymore. The presented method makes it possible to identify the transfer paths without disassembling the system. The advantages are that the overall testing time is reduced and that the real boundary conditions are present. In this article the theory will be reviewed and it will be validated using data generated by finite element simulations.     

几何尺寸对矩形微通道液体流动和传热性能的影响

基于连续介质方法数值研究液体在不同几何结构微通道中的流动和传热性能。在相同热边界条件下,通过比较水力直径、通道长度和宽高比等几何参数对液体微流动的影响,得到各参数对泊肃叶数(Po)和努塞尔数(Nu)的影响关系。研究发现,截面宽高比越大,Po数越小,且雷诺数对泊肃叶数基本无影响;雷诺数(Re)小于500情况下,水力直径小于0.545 mm时,Po数随水力直径减小而减小,水力直径大于0.545 mm时,水力直径变化对Po数基本无影响;Po数不随通道长度变化而变化,但略受流动雷诺数影响;在Re=20～1 800时,Nu数正比于水力直径和宽高比,但是通道长度对Nu数的作用受流动Re数的影响;在通道材料和流动介质相同的条件下,Nu数和Re数之间的关系受通道几何参数的影响,并且拟合得到其关系式。     

新型感应式电能传输系统

新型感应式能量传输系统利用电磁感应原理,实现从电源到负载之间的无接触电能传输.介绍了感应式电能传输技术的构成以及国内外研究和应用现状,并在此基础上展望了该系统的发展前景.