考虑齿顶修缘的齿轮-转子系统振动响应分析

考虑齿轮齿顶修缘,基于ANSYS软件建立了直齿轮啮合有限元模型,基于该模型确定了未修缘以及不同修缘量下的时变啮合刚度和静态传递误差,并将其引入齿轮-转子系统的有限元模型,分析了齿顶修缘对系统振动响应的影响。研究表明:随着齿顶修缘量的增加,时变啮合刚度以及静态传递误差在啮入点以及单双齿啮合区交替处的突变减少;在一定转速内,系统振动响应的幅值降低,但在某些临界转速附近反而有增大的趋势;当齿轮啮合频率等于系统固有频率或分频时会出现共振峰,在某些修缘量情况下一些分频对应的共振峰消失,研究结果可为修形齿轮的动态响应计算和结构设计提供理论依据。     

齿轮接触的有限元分析

通过齿轮接触分析应用实例，分析了齿轮接触应力的分布和最大应力，介绍了CAXA电子图板齿轮建模和ANSYS接触分析的方法，对其中遇到的接触问题进行探讨，对在计算过程中可能影响收敛的因素：处理界面约束方法、摩擦模型、接触刚度、初始接触条件等的选择和模拟提出建议，通过算例说明了有限元分析在齿轮接触问题上的有效性。为其他类型接触问题的分析提供了参考。     

转子系统的动态优化设计研究

大型旋转机械的转子系统是整个机组的重要的组成部分。在分析转子、轴承、支承系统振动的基础上,建立整个转子系统的振动模型以及集中质量转子系统力学模型。同时对转子系统进行了以多阶振型为目标、多阶临界转速及动力响应为约束变量的优化设计工作,对优化设计方法从数学建模到优化分析,再采用ANSYS计算作了系统的详述。通过设计使转子系统的动态性能在图纸设计阶段就得到预测和优化,使产品的性能趋于最佳。     

陀螺仪滚动轴承-转子系统非线性动力特性分析

为研究陀螺仪滚动轴承-转子系统的非线性动力特性,建立了考虑非线性轴承力、变柔度等因素的滚动轴承-转子系统动力学方程,并用Runge-Kutta算法求解系统在不同参数下的分岔图、Poincaré图、频谱图、相图和轴心轨迹,依据系统的最大Lyapunov指数验证系统的非线性特性,结果表明:随着转子系统结构和工作参数的变化,系统响应中表现出丰富的周期和非周期（拟周期或混沌）振动,并且存在倍周期分岔的现象;选择合理的参数可有效提高系统的稳定性。     

基于流固耦合气体轴承-转子系统的动态特性分析

机床切削过程中所受的切削力可假设为稳态力和动态扰动力的合力,为探究以气体轴承作为支承的电主轴系统的动态特性,以正弦波作为动态扰动加载形式,提出采用简谐激励法与双向流固耦合数值模拟相结合的方法对气体轴承-转子系统的简化模型进行动态特性研究;对动刚度和阻尼系数进行辨识,并通过模态分析获得转子不同稳态力下系统振型及固有频率变化规律。研究结果表明：随稳态力的增加,下径向轴承的K_yy增长速率大于K_xx,而交叉刚度和交叉阻尼均几乎不变;下径向轴承的主刚度大于交叉刚度,主阻尼大于交叉阻尼;当稳态力为50～200 N时,转子下端y向偏移均随动态扰动力频率的增加呈现先增大后减小的趋势;系统的共振频率随稳态力的增大而增大。     

齿轮接触的有限元分析

通过齿轮接触分析应用实例,分析了齿轮接触应力的分布和最大应力,介绍了CAXA电子图板齿轮建模和ANSYS接触分析的方法,对其中遇到的接触问题进行探讨,对在计算过程中可能影响收敛的因素:处理界面约束方法、摩擦模型、接触刚度、初始接触条件等的选择和模拟提出建议,通过算例说明了有限元分析在齿轮接触问题上的有效性.为其他类型接触问题的分析提供了参考.     

刚度变化下直升机行星齿轮-转子系统非线性动力学

建立了行星齿轮-转子系统的非线性动力学模型,系统模型将内啮合刚度嵌入齿圈刚度进行建模,考虑了转子扭转效应、齿侧间隙、时变啮合刚度和综合传动误差等因素.采用分岔图、最大李雅普诺夫指数(LLE)、庞加莱截面图和相图来分析响应特征.研究齿轮与转子间扭转振动位移响应,分析了旋翼轴与传动轴扭转刚度比变化影响规律.研究发现,系统具...     

流体动压滑动轴承-转子系统动力特性分析

研究了非线性径向轴承支承的转子系统的动力行为。引入变分约束原理修正了流体润滑的Reynolds方程的变分形式 ,在几乎不增加计算量的情况下 ,求解了具有Reynolds边界的流体润滑问题 ,使得非线性油膜力及其Jacobian矩阵同时计算完成并且具有协调一致的精度。运用Newton Raphson方法在求得转子平衡点的同时求得了轴承的动力学系数。将预估 校正机理和Newton Raphson方法相结合给出了流体动压滑动轴承 转子系统Hopf分岔点所对应线性失稳转速的计算方法。运用打靶法并结合Floquet理论计算分析了流体动压滑动轴承 转子系统的非线性不平衡周期响应及其稳定性。数值结果表明上述方法不但节约了计算量 ,而且具有很高的精度。     

重载摆线齿轮传动的接触问题分析及其三维有限元计算

摆线齿轮传动的接触问题是一个难以直接用Ｈｅｒｔｚ公式精确求解的小变形几何非线性问题。本文根据摆线齿轮齿廓曲线的特点，对其接触问题进行了分析，并以引进的采煤机牵引传动用摆线齿轮为例，采用有限元方法对其进行了三维接触应力计算，得出了一些对摆线齿轮普遍适用的有益结论，为摆线齿轮的应力计算提供了理论依据。     

滚动轴承-转子系统有限元离散建模非线性动力学数值分析

在滚动轴承和转子动力学的基础上,考虑滚动轴承滚动体与内外圈滚道的Hertz弹性接触力和径向游隙等非线性因素,根据Timoshenko梁-轴理论,建立滚动轴承-转子系统的有限元离散化模型,采用Newmark数值方法对其求解,利用分岔图、Poincaré映射图、频谱图、相图和轴心轨迹图,分析了滚动轴承-转子系统在转速和游隙...     

齿轮轴系弯扭耦合振动理论的统一

在研究齿轮轴系的弯扭耦合振动时,有两种常用的耦合模型,即力耦合模型和几何耦合模型。本文证明,这两种耦合模型以及基于这两种耦合模型构建的齿轮轴系弯扭耦合振动方程可以被统一到一个统一的模式中;几何耦合模型是力耦合模型的特例,几何耦合模型及基于几何耦合模型的齿轮轴系弯扭耦合振动方程可分别从力耦合模型及基于力耦合模型的齿轮轴系弯扭耦合振动方程中导出,从而大大方便和简化了用几何耦合模型构建齿轮耦合轴系弯扭耦合振动方程的过程。对这两种耦合模型进行的数值计算与分析表明,在进行齿轮耦合轴系转子动力学研究时,几何耦合模型和力耦合模型具有相同的效果,而且力耦合模型中齿轮啮合刚度的取值对计算结果几乎没有影响。     

旋转机械动态测量实验台的研制

研制了一种可同时测量多个动态机械量参数的新型旋转机械动态测量实验台 ,介绍了实验台的构成、实验内容、测量原理及硬件实现方法     

基于能量法的机械系统受振动时的可靠性分析

研究非线性机械系统受振动时,特别是受随机振动时的失效分析计算问题。对于受冲击式振动的机械系统定义了系统缓冲系数,从能量平衡的角度计算确定非线性系统所需的缓冲长度;对于受随机振动的非线性机械系统,通过引进VanderPol变换,采用计算平均功率的方法,发现在一定条件下,系统新的变量将趋于一个联合马可夫过程,从而可建立起相应的FPK方程,求解该方程,采用穿越分析技术和Miner准则,可计算出系统因随机振动而导致的疲劳破坏概率或平均失效时间。     

准双曲面齿轮三维间隙非线性冲击特性分析

应用轮齿加载接触分析程序计算了承载下准双曲面齿轮的啮合性能，得到加载啮合时各轮齿的载荷分配。应用轮齿啮合原理，开发了准双曲面齿轮网格自动建模程序，建立了轮齿动力接触有限元分析模型。采用动力接触问题有限元混合解法，对准双曲面齿轮传动的初速冲击和突加载荷冲击特性进行了数值仿真，分析了齿侧间隙对轮齿冲击特性的影响。开发的程序系统已成功地应用于工程实际问题。     

准双曲面齿轮准静态接触分析和试验研究

建立了精确的准双曲面齿轮的轮齿面和过渡曲面数学模型;选择用平均接触椭圆长半轴、接触线方向角和传动误差曲线交点来评价齿面接触斑点和传动误差;以一个准双曲面齿轮副为计算实例,建立了适合准静态齿面接触分析的准双曲面齿轮传动系统有限元分析模型;通过准静态加载齿面接触特性分析,得到齿根弯曲应力、接触应力和传动误差的变化规律,分析载荷的影响情况,并比较了有限元结果与经验公式计算结果。开发了准双曲面齿轮试验台,进行齿面接触斑点和齿根弯曲应力检测,试验结果与仿真结果的一致性较好。     

水下机器人耐压壳体O形圈密封性能有限元分析

由于水下机器人工作环境的特殊性,对其耐压壳体的密封性能有严格要求,而其O形密封圈在其中起到至关重要的作用。文中基于橡胶密封结构的非线性有限元理论,应用有限元分析软件ABAQUS建立O形密封圈的二维轴对称模型,对某水下机器人耐压壳体中O形密封圈在设计条件下的受力情况及特性进行了分析,得到了在设计水深条件下的O形密封圈变形情况、应力分布及最大接触压力。结果表明：密封面上最大接触压力大于外部海水压力。通过试验验证了某耐压壳体密封设计的可靠性。     

振动压实系统的非线性动力学分析

在周期载荷作用下由于振动摩擦作用,物料发生弹塑性变形,从而振动压实系统的弹性恢复力与位移呈现滞回特性。滞回圈的变化趋势反映了物料的变形过程及压实效果,系统的激振力、物料的刚度及阻尼的变化均对滞回圈产生直接或间接的影响;为了深入研究振动压实系统的非线性动力学问题,本文建立具有分段曲线的二自由度系统模型,采用数值方法求解该模型,同时利用仿真分析激振力等参数对滞回圈的影响,并且分析表明在特定参数下系统产生混沌现象。     

轴承--转子--齿轮联轴器系统的振动研究

利用六个动力系数来刻划半联轴器的力学行为,建立了轴承—转子—齿轮联轴器系统的弯扭振动力学模型。最后进行了数值计算,结果表明在计算、设计轴承—转子—齿轮联轴器系统时必须考虑联轴器的影响。     

控制力矩陀螺转子1阶临界转速及轴向振动响应分析

基于转子动力学及谐响应理论,建立了高速转子的有限元分析模型,研究了旋转质量本体辐板倾斜角、轴承预紧力、轴承安装跨距对高速转子1阶临界转速及轴向振动响应的影响。结果表明:转子1阶临界转速随轴承预紧力的增加而增大,随轴承安装跨距的增加而减小,随旋转质量本体辐板倾斜角的增加呈先增大后减小的趋势;高速转子的放大因子随辐板倾斜角和轴承预紧力的增加而增大;轮缘的轴向振动位移响应随轴承预紧力的增加而减小,随辐板倾斜角的增加呈先减小后增大的趋势;轴承安装跨距对高速转子的放大因子和轮缘的轴向振动位移响应的影响较小。     

基于非线性接触理论的行星传动系数

基于非线性接触理论和多体动力学理论,建立了某行星齿轮传动系统的多体动力学模型 ,对实际运行工况下的动态性能进行仿真研究,获取了轮齿的实时动态接触力和关键部件 的 动态等效应力,仿真结果与理论分析吻合较好。研究表明,采用刚柔耦合多体动力学模型 研究行星齿轮传动系统的动态性能更加符合实际,分析结果合理、可靠。