直升机传动系统机械扭振计算与试验联合建模

提出了一种新的直升机传动系统机械扭振分析方法。分别将旋翼(尾桨)、主减速器与其他传动轴系分为变形互补重叠的3类分枝系统，再进行机械扭振计算或试验分析，根据此3类分枝系统的扭振模态参数，采用分枝模态综合／惯性耦合法对直升机整个传动系统进行机械扭振计算分析。通过传动系统模拟件的试验验证说明．这种建模分析方法(包括利用主减等复杂件扭振试验参数．将主减转化为动力相似模型后再进行综合的计算方法)不仅非常有效，计算结果准确，而且不会漏掉关心的频率，能达到分别控制分系统机械扭振动力学参数、进而控制整个传动系统机械扭振动力学参数的目的。     

轧机主传动机电耦合扭振系统机理分析及影响因素研究

轧机主传动系统作为传递运动和力矩的主要装置,是一个复杂的机电系统,其机电耦合因素是导致轧机扭振异常变化的重要原因之一。此主要研究轧机主传动系统扭转振动的动力学分析,对比分析不考虑电机与考虑电机反馈的主传动系统扭振,从机理分析机电系统的固有属性;然后建立直流电机驱动下的轧机主传动扭振系统力学模型和数学模型;再采用Matlab/Simulink仿真,对主传动扭振系统失稳状态进行研究,进而分析不确定性参数对轧机主传动系统扭振的影响。研究结果可为进一步揭示轧机扭振系统的振荡规律以及控制策略的制定奠定理论基础。     

地下卷取机主传动系统扭振的解析分析

以某热轧带钢厂在役的地下卷取机主传动设备系统为研究对象,采用解析法研究了带钢卷入、卷取结束及制动开始阶段地下卷取机主传动系统扭振性能。采用集中质量参数法建立卷取机主传动系统扭振的力学模型和数学模型,在该模型的基础上,对系统的模态和动态响应进行了数值研究,并将计算结果与实测结果进行对比。通过解析法的计算结果可知,卷取过程中不当的加载策略会造成主传动系统的扭振峰值力矩过大,通过速度控制,可以有效减少卷取机生产过程中的扭矩峰值。     

轧钢机主传动系统扭振故障分析

在测量和计算了产生轧钢机主传动系统扭振故障的轧制力矩基础上，分析了引起轧钢机主传动系统扭振的原因；设计了扭振监测、诊断和控制系统，这个系统在钢铁企业的应用取得了令人满意的效果。     

1580mm轧机主传动系统扭振研究

从机械系统动力学的角度出发,对1580 mm热连轧机组的第二机架主传动系统的扭振进行了仿真计算。把主传动系统抽象成集中参数系统,用拉格朗日方程建立了扭振的数学模型,用Matlab软件计算出了系统扭振的固有频率和主振型,证实该主传动系统的动力设计是合理的。     

扭转减振器应用于前置后驱汽车传动系统扭振研究

针对某前置后驱汽车由传动系扭振引起车内低速轰鸣声的问题,建立了传动系统的扭振理论计算模型。基于扭振模型研究了扭转减振器及其转动惯量对传动系统扭振模态和传动系扭振响应的影响。最后将大惯量的扭转减振器应用于传动系统并实车测试,测试结果与计算分析结果吻合,传动系扭振得到了有效治理,车内轰鸣声消失,整车NVH性能得到了明显提升。     

轧机主传动系统扭振仿真分析

以1500mm轧机为例,建立了轧机主传动系统的力学模型及数学模型,并用数值积分和数值仿真方法对其参数进行计算。分析了咬钢时间、阻尼、间隙以及齿轮啮合刚度对轧机主传动系统扭振的影响。     

旋转机械传动系统连续扭振动力学建模与仿真

在考虑传动系统连续分布质量的基础上,采用拉格朗日方程建立了旋转机械传动系统的连续动力学模型。通过传递函数法推导出任意轴上的扭振响应公式,并得到了存在间隙时传动系统的连续动力学模型。该连续模型能更精确地求解传动系统的固有频率,同时可有效减小传动系统自由度数量的变化对系统基频的影响。仿真结果表明,该连续模型能更丰富地反映出传动系统的扭振特性,为分析旋转机械传动系统扭振问题提供了一种新的途径。     

考虑传动系统扭转振动的单节列车动力学特性分析

为对传动系统扭振特性给单节列车动力学性能造成的影响进行分析,把列车的传动系统简化为轴段与圆盘串联的系统,建立传动系统的扭振模型,同时计算由扭转振动产生的附加力矩。建立某高速列车的多体动力学模型,以附加力矩作为主要考虑指标,通过联合仿真,对比分析了考虑与不考虑动力传动系统扭振特性时单节列车在牵引工况下的动力学特性。结果表明,传动系统扭振对车身在横向、垂向上的振动加速度影响较大,在纵向上影响较小。但其给构架、轮对在纵向上会造成较大影响。因此,在对高速列车进行动力学分析时,考虑传动系统扭转振动特性,更符合列车的实际运行状态。     

轧机扭振非平稳瞬态冲击信号的处理方法

为解决轧机扭振非平稳瞬态冲击信号的故障特征量提取的难题,通过简化轧机动力学模型,构造出一种可以表达轧机扭振非平稳瞬态冲击信号的基元函数,并经哈尔变换和Hilbert-Huang变换的演化,提取出这类扭振信号故障特征.这为解决大型旋转机械设备主传动系统的扭振分析提供了新思路.     

谐波齿轮传动系统非线性扭转振动分析

考虑传动误差、非线性扭转刚度以及间隙等非线性因素,建立了新的谐波齿轮传动系统非线性微分方程。传动误差采用了新的计算公式。建立了对转矩转角实验曲线采用3阶多项式拟合,然后求导得到刚度公式的方法。开发了非线性动力学特性仿真分析软件。实验和仿真研究系统的动力响应,以及不同频率的误差分量对系统动态响应的贡献,明确了设计、制造及装配中主要的误差控制对象。     

谐波齿轮传动系统非线性扭转振动仿真软件设计

结合谐波齿轮传动基本原理、非线性动力学理论、数值分析方法和计算机技术等设计方法开发了谐波齿轮传动系统非线性扭转振动仿真软件，该模型考虑了考虑传动误差、非线性扭转刚度以及间隙等非线性因素，仿真软件系统采用Windows界面风格、操作方便简捷、人机界面友好，是专为研究谐波齿轮传动系统的非线性动力学特性而开发的。对XB-80-134H型谐波齿轮减速器的实验结果证明了软件的有效性。软件仿真结果可以为设计以及实验分析提供依据。     

阻尼分段阶梯传动轴主共振的分析

阶梯传动轴的主共振与轴的运动稳定性和振幅突变性等有关。用质心运动定理、Heaviside函数建立了非惯性系下倾斜两端支承阶梯传动轴的非线性弯曲振动偏微分动力学方程，并根据相邻轴段的衔接面处位移相等的条件，得到阶梯轴的当量轴及其动力学方程；用Galerkin法得到当量轴的弯曲运动方程，用多尺度法求得稳态下当量轴的主共振的一次近似定常解，分析了影响阶梯传动轴主共振的因素、运动稳定性、振幅突变性等。提出了新的求解阶梯轴非线性弯曲振动分段偏微分动力学方程的方法及当量轴模型，得到了阶梯传动轴与当量轴的主共振特性相同的结论。利用当量轴可方便地分析阶梯传动轴的主共振。     

Mechanism analysis and suppression strategy research on permanent magnet synchronous generator wind turbine torsional vibration

Torsional vibration of flexible drive chain is a historical issue. With the maximization development and the rotating machinery high-speed operation, the drive chain systems of large-scaled units become more and more complex, which makes the torsional vibration problems becoming increasingly prominent in recent years. This article deeply analyzed the small signal stability of large-scaled WECS based on CMT, elaborated the torsional vibration mechanism and reasons for the first time and pointed out torsional vibration is caused by the disturbance wind and the DPC strategy. The disturbance wind is an external stimulus and can produce a low-frequency torsional vibration at the same frequency as wind speed. The DPC could weaken the drive chain damping. If the total damping of drive chain is negative, the unstable torsion vibration will occur. And if the drive chain is still a under-damped dynamic, the high-frequency torsional vibration at natural frequency will be generated. Therefore, large-scaled WECS must have damping control. This study found that appropriate enhancing drive chain stiffness could reduce low-frequency torsional vibration caused by wind speed. Therefore, a damping and stiffness compensation control method was proposed to suppress the torsional vibration. Compared with the conventional damping control, the new method not only can suppress the high-frequency torsional vibration but also has a good restraining effect on the low-frequency torsional vibration. Furthermore, the detailed design procedures including the calculation of injection damping and stiffness were given in this paper. Finally, the correctness and effectiveness of our analysis were further verified by the simulation experiments     

基于加速度传感器反馈控制的谐波驱动系统的研究

在机器人驱动中经常采用谐波传动。但谐波减速器的柔性、非线性摩擦、随速度波动、低阻尼等因素会给负载端带来振动,导致工作端的轨迹跟踪精度不高。为了抑制其振动,实现高精度轨迹跟踪控制,提出利用加速度传感器反馈控制来抑制负载端的振动、力矩干扰和动力学效应,提高其响应性能。理论分析和实验结果证实了提出方法的可行性。     

齿轮传动转子系统弯扭耦合振动研究

为分析齿轮传动复杂轴系的振动问题,根据有限元法和拉格朗日法,考虑陀螺效应、油膜支承等因素,得到了转子-轴承系统的弯扭耦合振动模型;在此基础上,根据齿轮副运动过程中啮合刚度和啮合阻尼的变化,得到了齿轮副系统的弯扭耦合振动模型。然后,根据齿轮副的实际排列方式,引入方位角,使得转子模型与齿轮副模型坐标统一化,并将其耦合到一起,得到了更加接近实际的齿轮转子模型,并且计算了其临界转速和振型。研究结果表明,耦合后转子的临界转速低于单转子的临界转速,齿轮传动对转子轴系振动有着明显影响。     

基于约束方程的十字万向轴扭转振动计算模型

万向轴传动由于附加力矩会对传动系统产生强迫振动,为了避开传动系统扭转共振,需要对万向轴传动系统进行计算分析,合理选取结构参数。利用约束方程表示万向铰传动特点,并用有限单元法建立双万向轴扭转振动动力学模型,通过数值仿真得到万向轴传动系统扭转振动数值解。计算结果表明:模型能够计算万向轴附加力矩引起的强迫振动,可用于万向轴传动系统扭转振动分析。     

基于交流传动的轧机机电耦合系统振动特性分析

建立恰当的轧机系统模型,对其动态特性进行正确完备的描述是进行轧机系统设计、控制、状态监测和故障诊断的关键。随着交流调速技术的发展,交流电机已广泛用于轧机传动系统中。通过考虑驱动电机的影响,建立异步电机一轧机主传动系统的机电耦合模型,并利用该模型对轧机系统由串联补偿电容、摩擦、间隙和负载扰动等因素引起的机电耦合动态过程进行数值研究？研究结果表明,建立的机电耦合模型可以方便地分析轧机系统机电耦合动力学规律,为进一步控制轧机振动特性奠定基础。     

旋转机械耦合传动系统参激振动分析与控制

以一类旋转机械传动系统的扭振为研究对象,考虑轴系时变刚度变化和非线性摩擦阻尼力的影响,根据Lagrange原理建立了一类旋转机械传动系统的耦合非线性动力学方程,利用多尺度方法推导出了系统的平均方程,并根据Hopf分岔理论给出了系统发生Hopf分岔的充要条件及周期运动稳定性的判别方法,分析了参数共振和内共振条件下系统的分岔特性。为抑制传动系统因亚临界Hopf分岔引起的失稳振荡,引入非线性反馈控制,对系统的Hopf分岔点进行转移并控制周期运动的稳定性和幅值。研究结果为非线性旋转机械参激振动的分析及控制提供了有效方法。