基于ANSYS/LS-DYNA的谐波齿轮减速器模拟装配与动态仿真

在分析谐波减速器模型特点的基础上,用ANSYS/LS-DYNA显式动力学软件对谐波减速器进行动态仿真。先对简化的波发生器模型端面适当增加拔模宽度,并调整谐波减速器三维模型各部件间的相互位置关系,解决谐波减速器三维模型的初始穿透问题。然后在该软件中模拟谐波减速器的装配。装配完成后,对波发生器施加转速实现谐波减速器的动态仿真。后处理得到波发生器和柔轮齿上点的运动轨迹及柔轮应力变化。该装配方法为对谐波减速器进行动态仿真分析提供一种数字途径。     

一种转角动柔度间接测量技术及在实验模态综合法中应用

将谐波集中力矩等效为谐波集中力系,用转角数值微分公式构造一种全新的转角动柔度间接测量技术,克服实验模态综合法中转角难测量与集中力矩难加载的困难。该间接测量技术无需附加任何质量块与施加集中力矩及集中力系,只需几次锤击实验或扫频实验,即可将集中力矩作用下的转角动柔度用集中力作用下的平动动柔度线性表示。将转角动柔度的间接测量技术应用于基于定频剩余动柔度的实验模态综合法中,数值实验表明,该转角动柔度间接测量技术切实可行,能有效解决实验模态综合法中界面自由度不匹配问题,可提高实验模态综合法精度及可靠性。     

结构损伤诊断的模态柔度差曲率法

为了使损伤更加明确显示,在求得结构损伤前后的模态柔度差之后,建立模态柔度差曲率作为二维结构的损伤指标来诊断损伤。考虑多种损伤情况,对二维结构进行了数值模拟,并用不同类型的指标进行了诊断。对比结果表明,该文指标与模态柔度曲率差指标所得结果基本上是相同的,且该文方法计算工作量要小。为了弥补利用模态柔度曲率差指标在诊断三维结...     

多柔体系统动力学建模中部件模态的选择

在多柔体系统动力学模型中,部件模态坐标的引入是导致模型高阶的主要原因．因此,降阶时主要着眼于减小用以表示部件弹性变形的部件模态数．基于部件约束模态建立多柔体系统动力学方程,通过对典型的柔性航天器系统的动力学研究,分析系统模态和部件模态之间的对应关系,利用模态价值分析准则和内平衡降阶准则进行模型降阶,根据得到的降阶系统的阶数,对部件进行模态选择,减小所选用的柔性部件模态数,建立降阶动力学方程．利用MATLAB进行动力学仿真,结果表明,通过部件模态的选择来建立降阶动力学方程是可行的．     

温度影响下基于主成分分析和模态柔度的结构异常检测

在基于振动的结构损伤识别中,很多结构动力学的参数可用作损伤特征参数,如共振频率、振型、模态柔度等.结构损伤会引起损伤特征参数发生改变,但环境因素和运营条件的影响也会使这些特征参数发生变化,而且这种变化往往会掩盖结构自身损伤所引起的特征参数变化.如何剔除或减少诸多环境因素的影响,得到结构本身的真实状况(有损或无损),成为了桥梁损伤检测和健康监测中的一个关键问题.选用对结构损伤较为敏感的模态柔度作为损伤特征参数,通过数值模拟算例对比分析了结构局部损伤和温度变化对模态柔度的影响;对结构在不同状态下的模态柔度进行主成分分析,用残差建立其统计分布模式,用统计模式识别的方法识别模式差异,实现考虑环境因素影响的结构异常检测.结果表明,若不考虑温度对模态柔度的影响,易对桥梁结构的健康状况产生误判;运用基于主成分分析的结构异常检测方法可有效剔除温度对模态柔度的影响,实现结构异常的检测.     

基于模态柔度曲率的损伤检测方法

由于模态柔度对结构损伤的高灵敏性,各种基于模态柔度的检测指标在结构无损探伤NDE(Nondestructive Damage Evaluation)中应用较多,如模态柔度差、模态柔度改变率和均匀荷载面曲率差等。这些指标经应用验证都具有一定的有效性。在此基础上,采用模态柔度曲率的改变构建一种新的指标,称为模态柔度曲率差(MFC)。尽管均匀荷载面曲率差也采用曲率,但不同的是它先将模态柔度矩阵按行加起来,再求损伤前后的曲率差。而提出的模态柔度曲率差则按列计算损伤前后模态柔度矩阵的曲率差,然后挑选每列里面最大的值作为指标。采用一个简支梁和一个四跨连续梁为算例,考虑各种损伤情况,将该指标与模态柔度差、模态柔度改变率和均匀荷载面曲率差、以及振型曲率改变率等指标进行了比较,证明了模态柔度曲率差检测损伤的有效性和优越性。     

大型风机传动链柔性建模与共振甄别优化方法

为精确对大型风电机组进行共振分析及优化,通过研究不同缩聚点个数的柔性齿对系统模态的影响,指出了柔性轮齿缩聚的必要性和推荐数量,并建立了考虑主轴柔性和齿轮传动系统全柔性的传动链动力学模型。根据求解的风机传动系统固有频率,提出共振甄别五大筛选原则,识别出系统潜在共振点,通过扫频时/频域分析,甄别出系统危险共振点。根据共振频率振型特点对齿轮箱进行了模型优化,依据共振点数量和风电机组重量决定优化方案,研究方法和结果可以为大型风机多柔体动力学高精度建模和共振甄别优化设计提供参考。     

某纯电动汽车减速器模态分析

减速器是纯电动汽车的关键部件。在提高车辆最高速度,缩短车辆加速时间的同时,对纯电动汽车的振动噪声特性有着十分直观的影响。以某纯电动汽车的减速器为研究对象,对其减速器箱体及传动装置的模态特性进行分析。首先,根据该纯电动汽车减速器工程图,建立减速器的三维实体模型。然后,通过软件导入已建立的模型,选择减速器箱体及传动系统材质。对箱体及传动装置进行网格划分。最后,通过有限元分析,选取分块兰索斯法(Block Lanczos),输出前6阶模态固有频率和振型。发现减速器传动装置及箱体的固有频率远离传动系统特征频率,不会产生共振。研究结果可为后续优化研究提供参数依据。     

实验模态综合法若干问题的研究

提出了子结构可补偿高阶截断模态且易与实验模态相结合的剩余动柔度概念,然后采用自由界面模态综合技术,实现子结构综合。通过部分忽略高阶截断模态的动态效应给出了剩余质量和剩余刚度的近似表达式,简化了子结构的实验建模;基于谐波集中力系的等效原理,提出了一种全新的转角动柔度间接测量方法,在一定程度上解决了实验模态综合中的界面对接信息不足问题。克服了将实验模型和有限元分析模型进行模态综合中的技术难题,数值计算和实验验证表明所提方案可行。     

利用模态柔度曲率差识别框架的损伤

采用结构模态参数进行损伤识别是研究较早，应用较多的无损探伤检测方法。提出了一种称为模态柔度曲率差的损伤检测指标。该指标利用模态柔度，不仅比频率和振型更敏感，而且对高阶模态的依赖大为减小。此外，曲率的采用也增加了其对损伤的敏感程度。对两个框架有限元模型进行了分析，详细比较了该指标和振型曲率改变率等其它一些指标在不同的损伤分布和损伤程度下的损伤识别效果，发现模态柔度曲率差识别效果最好，结果最稳定。     

谐波减速器刚轮的模态优化设计

以XB-80-134H型谐波减速器的刚轮作为研究对象,运用有限元分析的方法,对其施加满足实际工况的约束,在计算机容量允许的情况下,选择精度更高的单元和划分更细的网格密度,计算出刚轮的模态频率以及模态振型.为了验证有限元法计算结果,又通过实地的振动试验,具体测出了刚轮的共振频率,验证了有限元计算结果的正确性.利用经过验证的有限元模型,在计算机上作结构改进仿真设计,以期找到提高刚轮共振频率的措施.通过多种方案比较,发现加大刚轮轴上凸台的半径,可以实现在不改动谐波减速器其他零件尺寸的前提下,提高刚轮的模态频率.     

谐波齿轮几何模型参数优化及ADAMS仿真研究

谐波齿轮为一类新型传动器件,结构紧凑且运动传递过程复杂。为形象理解谐波齿轮,以受到关注较少的滚珠活齿谐波齿轮为例建立其几何模型,通过数值计算对其关键参数进行了优化设计。根据几何模型及参数优化结果在ADAMS中建立该型谐波齿轮的实体模型,分常值和正弦指令转速两种情况进行了仿真。数值仿真结果与几何模型相符,直观地反映了谐波齿轮的传动特性,研究为含有谐波齿轮的传动系统建模打下了基础。     

四环板摆线齿轮减速器降噪分析

为了降低新型传动摆线齿轮减速器的噪声,对关键部件进行优化设计,采用试验手段对摆线齿轮减速器噪声及模态进行测试。综合测试结果发现减速器箱体及内部件固有频率在中频区域分布比较密集。当摆线轮与针轮啮合频率达到500 Hz以上将产生较大噪声;而当载荷达到50 %以上时三齿轮传动对噪声贡献开始突显出来。最后提出避开固有频率、优化箱体结构及改进传动部件设计等减振降噪的措施。     

RV减速器摆线轮模态分析与结构优化

目的根据摆线轮模态分析计算结果对摆线轮进行结构优化。方法通过Pro/E对RV减速器摆线轮进行三维造型,将完成的实体模型导入Ansys中,建立动力学仿真分析模型,进行有限元模态分析,得出摆线轮在自由边界与约束边界下的固有特性。将模态计算结果与整机模型固有频率进行比较,根据振型分析摆线轮最大刚体位移的位置,进行结构优化设计并验证。结果自由边界下的第7,8阶与约束边界下的第2,3阶固有频率均与整机相接近,容易引起整机共振的固有频率段为844.7?1163.7 Hz;摆线轮最大刚体位移的位置为贯穿孔外侧的摆线齿廓,自由和约束边界下的最大位移分别为44.349,59.484mm;结构优化后的最大位移分别为37.581,44.066 mm。结论摆线轮齿廓处为结构的薄弱环节,结构优化后的摆线轮模型在固有特性以及固有振型上都达到了有效改善效果。     

小波包在谐波减速器振动信号中的特征识别

为得到谐波减速器在不同振动状态的特征信息,应用"特征―能量"的理论和小波包变换的方法对XB-80-134H型谐波减速器的振动信号进行分析,得到不同振动状态的能量向量,即以信号各个频段振动能量密度值的组合作为能量向量,应用这些能量向量为谐波减速器的故障诊断提供了新的解决方法.     

汽车齿轮的振动测试与分析

阐述汽车齿轮振动测试系统的组成和测试方法,并利用测试结果对四种典型故障引起的振动进行分析。研究引起汽车齿轮振动的主要原因,为降低汽车齿轮的振动和噪声提供了某些依据。     

基于柔性流程的NGW行星齿轮减速器CAD系统开发

分析了NGW行星齿轮减速器传统设计方法的缺陷,提出了柔性设计流程,该方法允许用户在计算机自动设计的过程中,通过用户交互接口调整参数,并通过比较得到合理的设计结果.简述了系统的功能模块和关键技术,开发了计算机辅助设计系统,缩短了设计和开发周期.     

圆柱齿轮减速器可靠性优化设计与实体造型

考虑应力和强度的随机性,运用机械优化设计理论,按给定的可靠度作为齿面接触和齿根弯曲疲劳强度约束条件,建立单级斜齿圆柱齿轮减速器多目标可靠性优化设计数学模型,以确定齿轮传动参数。应用SolidWorks软件进行减速器实体造型设计并利用COSMOSMotion插件实现了运动仿真,探讨了减速器计算机辅助设计实用可行的新方法。     

Application of the Generalized Reduced Gradient Method in Mechanical Optimization Design

This paper presents the generalized reduced gradient method (GRG) and its realization forms.The application example of GRG in the optimization design of a single-stage cylindrical gear reducer is introduced.The algorithm of the GRG method is realized in Vissim software.Based on the mathematical model of the single-stage cylindrical gear reducer,the simulation structure of the optimization design was achieved.The experiment results show that the GRG method has fewer iterations and higher precision.The GRG method is very suitable for solving mechanical optimization design.     

齿轮超声加工纵向振动系统的设计与实验研究

为了解决齿轮超声加工纵向振动系统设计问题,基于纵向振动动力学方程,利用结合面的力、位移振动耦合与边界条件,提出纵向振动变幅器的非谐振设计方法,推导了频率方程;应用Matlab2011Ra对变幅器未知尺寸、振型分布进行理论数值求解,并利用ANSYS12.0对所设计变幅器进行模态分析与谐响应分析．设计加工了不同模数齿轮的纵向振动变幅器,基于C6140车床搭建了齿轮超声加工纵向振动系统的激光测振仪测试系统,进行谐振实验．变幅器的谐振频率和振幅经理论求解、有限元分析、实验测试对比,各自的最大求解偏差都小于5%,可以满足工程应用需要.研究表明：可应用力、位移耦合非谐振设计方法,完成中小模数齿轮变幅器的纵向振动系统设计,对齿轮超声振动系统设计具有理论指导和工程应用价值．