一种求解直齿圆柱齿轮啮合刚度的方法

在ＩＳＯ标准计算啮合刚度的基础上，用抛物线担合单齿副的啮合刚度，经过叠加求得直齿轮啮合刚度的数学表达式，并对刚度波动函数进行付立叶展开，使之在振动分析的应用中极为方便。     

基于多项式的等高齿锥齿轮时变啮合刚度建模

针对某型雷达装置的等高齿锥齿轮在啮合时的时变啮合刚度,提出一种多项式函数展开的时变啮合刚度新模型。通过转速、负载扭矩、阻尼因子系数分析,构建了多项式函数展开的时变啮合刚度模型,建立了等高齿锥齿轮的非线性动力学方程。将本文建立的时变啮合刚度模型与传统的多阶简谐波叠加形式的时变啮合刚度模型以及综合刚度参考数据模型进行分析对比,发现在小阻尼、重载工况下这种多项式形式的时变啮合刚度模型能更贴近于时变啮合刚度的实际特性,该模型为齿轮传动的减振、降噪、平稳传动等方面的动力学研究打下基础。     

Forced oscillations with time-varying mesh stiffness and backlash in gear systems

A dynamic model to describe the torsional vibration behaviors of a spur gear system is presented in this paper.Differential equations of nonlinear dynamics for the gear system exhibiting combined nonlinearity influence such as time-varying mesh stiffness,backlash and dynamic transmission error(DTE) were obtained.The method of multiple scales was employed to solve the nonlinear differential equations with parametric excitation in gear systems,by which both the frequency-response curves of the primary resonance caused by internal excitation and the analytical periodic solutions of nonlinear differential equations were obtained.The nonlinear influence of stiffness variation,the damping and the internal excitation on the system response was shown by frequency-response curves.Compared with numerical examples,the approximate analytical solutions are in good agreement with exact solutions,which proves that the method of multiple scales is effective for solving nonlinear problems in gear systems.     

基于刚柔耦合动力学的齿轮传动系统动态特性

为得到齿轮轴系响应的动态特性,从柔体动力学基本理论出发,系统分析了刚柔耦合动力学模型的机理,建立了多级齿轮传动刚柔耦合的虚拟样机。此模型能综合考虑传动轴各方向上的柔性特征、湿式换档离合器动态特性以及齿轮时变啮合力对轴类零件动态响应的影响。仿真结果证明了通过虚拟样机技术获取载荷谱的可行性,可用于轴的疲劳寿命预测以及齿轮箱体的振动研究。     

谐调盘片结构在干摩擦阻尼影响下的稳态响应研究

采用动柔度法建立一般的带有B-B型和B-G型两类干摩擦副的谐调盘片结构的动力学模型,并且应用谐波平衡原理进一步得到系统稳态周期响应幅值和相角的非线性代数方程组。最后,通过拟牛顿迭代算法对一个简化的谐调盘片结构数学模型进行数值仿真,给出其频响特性,着重分析干摩擦阻尼的影响作用。     

基于ANSYS的变速器齿轮有限元静力学分析

用有限元分析方法对变速器齿轮的静力学特性进行理论计算和研究。建立各齿轮的有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS对模型进行分析计算,得出各齿轮的应力和应变,并对计算结果进行静态分析。     

基于刚-柔混合建模的时变结构动力学分析

为适应液压挖掘机高速、轻量化的要求，以具有时变固频特性的液压挖掘机工作装置为研究对象，提出了以角加速度判断时变结构的关键工况，利用刚性多体动力学和有限元方法对液压挖掘机在整个作业循环中的动力学特性进行建模和分析.分析了液压挖掘机工作装置在受力最大处的动态应力分布，并与传统刚性体模型的分析结果进行了比较.结果表明，刚 柔混合建模方法与刚性体建模方法相比，获得的位移和应力较小，反映出以往的设计偏于保守，为轻量化设计提供了依据.     

精确建模的双圆弧齿轮有限元分析

圆弧齿轮是凹形齿廓与凸形齿廓之间的啮合，具 有承载能力强、润滑性能好、加工方便等优点，广泛应 用于石油、煤炭、钢铁等行业.但在使用中，也暴露了其 噪音较高、动力性能较差的缺点，并阻碍了进一步的推 广应用.所以对其进行受力变形分析显得极为重要，而 精确建模却是进行     

基于能量分析的复阻尼模型结构抗震性能

由于当前动力分析中所使用的阻尼模型无法描述结构内未知的材料非线性能量耗散,基于应力相关复阻尼理论,推导出多自由度复阻尼系统的震动能量方程,研究了复阻尼模型的结构震动响应和材料能量耗散规律,计算了构件和结构的时变材料损耗因子.研究结果表明,在地震总输入能量中,材料阻尼耗能占很大比例,并随时间单调增加,结构的材料阻尼耗能及其变化率、动能、应变能均随着能量输入的增加而增加.通过对损耗因子的计算表明,与传统方法相比,采用时变形式而非常数形式的材料损耗因子能够更精细地体现材料阻尼效应.     

叶片刚度对风力发电机组载荷的影响

为了研究受叶片刚度变化影响的载荷灵敏度问题,提出利用柔性多体动力方程对全耦合风机进行建模的方法,并考虑叶片旋转时产生的空气动力、重力及离心力作用对叶片进行模态分析,求解叶片的气动阻尼.运用Newmark法对风力发电机组叶片进行动态分析计算,得到总的动态响应载荷.以某3 MW风力发电机组为例,计算叶片在不同刚度下的载荷敏感度,仿真其在额定风速下的正常发电情况,获得其叶根、塔底、偏航轴承以及轮毂的载荷.仿真结果表明,叶片刚度降低导致叶根载荷减小,但是塔底、偏航轴承载荷增加;叶根XY、塔底Z、偏航轴承Y及轮毂Z方向载荷变化较为敏感.     

Numerical computation and analysis of unsteady viscous flow around autonomous underwater vehicle with propellers based on sliding mesh

The flexible transmission shaft and wheel propeller are combined as the kinetic source equipment, which realizes the multi-motion modes of the autonomous underwater vehicle (AUV) such as vectored thruster and wheeled movement. In order to study the interactional principle between the hull and the wheel propellers while the AUV navigating in water, the computational fluid dynamics (CFD) method is used to simulate numerically the unsteady viscous flow around AUV with propellers by using the Reynolds-averaged Navier-Stokes (RANS) equations, shear-stress transport (SST) k-w model and pressure with splitting of operators (PISO) algorithm based on sliding mesh. The hydrodynamic parameters of AUV with propellers such as resistance, pressure and velocity are got, which reflect well the real ambient flow field of AUV with propellers. Then, the semi-implicit method for pressure-linked equations (SIMPLE) algorithm is used to compute the steady viscous flow field of AUV hull and propellers, respectively. The computational results agree well with the experimental data, which shows that the numerical method has good accuracy in the prediction of hydrodynamic performance. The interaction between AUV hull and wheel propellers is predicted qualitatively and quantitatively by comparing the hydrodynamic parameters such as resistance, pressure and velocity with those from integral computation and partial computation of the viscous flow around AUV with propellers, which provides an effective reference to the study on noise and vibration of AUV hull and propellers in real environment. It also provides technical support for the design of new AUVs.     

基于改进迟滞阻尼模型的混合结构抗震分析SRSS法

混合结构的阻尼矩阵不再满足经典阻尼条件,无法直接采用模态叠加法。迟滞阻尼模型具有每周期耗散能量与外激励频率无关的优点,且时域计算结果稳定收敛,但不满足能量守恒原则。利用结构每周期耗散能量与阻尼做功相等,对迟滞阻尼模型的阻尼系数进行修正,得到了改进迟滞阻尼模型,并提出了对应的混合结构模态叠加法。在此基础上,分析改进迟滞阻尼模型的反应谱特点,计算最不利地震作用效应组合,提出了基于改进迟滞阻尼理论的混合结构抗震分析SRSS法。算例分析表明,改进迟滞阻尼模型计算的地震作用效应比粘性阻尼模型计算的地震作用效应更大,其增大幅度约为15%~20%。     

斜齿轮三维弯曲有限元模型及应力分析

为了应用有限元法精确求解斜齿轮的弯曲应力,根据斜齿轮啮合原理,提出了斜齿轮啮合接触线确定方法.采用有限元ANSYS软件的参数化设计APDL语言,开发了自动完成斜齿轮三维弯曲有限元建模与应力分析程序模块.以某型货车变速器齿轮为研究对象,建立了相应的斜齿轮三维弯曲有限元模型,通过斜齿轮三维有限元分析与齿轮承载能力计算ISO标准结果比较,说明所建立的斜齿轮三维弯曲有限元模型不但可以准确反映斜齿轮的三维应力分布,而且可以精确求解斜齿轮不同啮合位置的齿根应力.     

负载与支承刚度对面齿轮传动系统动态特性的影响分析

为研究负载及支承刚度变化时对面齿轮传动系统动态特性的影响,建立了包含支承、齿侧间隙、时变啮合刚度、综合传动误差、阻尼和负载激励等参数的系统弯-扭耦合动力学模型,并使用PNF（Poincaré-Newton-Floquet）方法进行求解。计算结果表明,在不同的负载及支承刚度条件下,系统会出现简谐响应、次谐响应、拟周期响应及混沌响应4类稳态响应。增加负载及支承刚度能有效降低系统的动载荷,而增大支承刚度还可以减小面齿轮支承在方向与方向上的振动位移幅值差距。     

Analysis and modeling of error of spiral bevel gear grinder based on multi-body system theory

Six-axis numerical control spiral bevel gear grinder was taken as the object, multi-body system theory and Denavit-Hartenberg homogeneous transformed matrix （HTM） were utilized to establish the grinder synthesis error model, and the validity of model was confirmed by the experiment. Additionally, in grinding wheel tool point coordinate system, the errors of six degrees of freedom were simulated when the grinding wheel revolving around C-axis, moving along X-axis and Y-axis. The influence of these six errors on teeth space, helix angle, pitch, teeth profile was discussed. The simulation results show that the angle error is in the range from -0.148 4 tad to -0.241 9 rad when grinding wheel moving along X, Y-axis; the translation error is in the range from 0.866 0 μm to 3.605 3μm when grinding wheel moving along X-axis. These angle and translation errors have a great influence on the helix angle, pitch, teeth thickness and tooth socket.     

弧齿锥齿轮接触斑点误差分析

本分析了用平顶齿轮原理切制弧齿锥齿轮时，对齿轮啮合质量有着直接影响的齿面接触斑点误差产生的原因，并提出了修正方法，以利于弧齿锥齿轮的设计计算．     

少齿差行星齿轮减速器的运动学及动力学仿真

通过Pro/E三维建模软件进行参数化快速建模,建立精确的少齿差行星齿轮减速器的三维模型。将三维模型导入ADAMS中进行运动学及动力学仿真分析,获得核心单元的运动学及动力学参数及其输出特性曲线。通过该曲线验证减速器模型的运动特性是否满足设计要求,缩短设计周期,节省设计经费;同时获得各个运动零部件上所受的极限载荷,为进行有限元分析提供必要的参数,为结构的优化设计奠定基础。     

基于ADAMS的六杆机构运动学及动力学仿真分析

为了使牛头刨床六杆机构设计更加合理,运用矢量解析法建立牛头刨床六杆机构运动学模型,并运用ADAMS软件对其进行运动仿真,得出牛头刨床刨头的位移、速度和加速度随时间变化的规律曲线.用分离体法建立该六杆机构的动力学模型,并运用ADAMS软件对其进行动力学仿真分析,获得各构件的受力情况和原动件的平衡力矩,为机构的优化设计提供了理论参考.     

基于SD的牛鞭效应建模与仿真分析

通过建立一个三级供应链系统的SD模型,研究探讨牛鞭效应的产生机制及弱化途径。仿真结果表明,牛鞭效应很大程度上是供应链体系自身的特点和结构造成的,而采用具有信息共享机制的VMI订货模式可以大大弱化牛鞭效应,能够有效降低供应链各节点的库存成本。