基于周期性激励的采煤机机电液截割传动系统特性分析

根据采煤机机电液截割传动系统的结构特点,考虑柱塞泵的流量脉动和齿轮传动系统的时变刚度,建立了包括泵和齿轮在内的传动系统机电液耦合模型。以流量脉动作为齿轮传动系统外部激励,以时变啮合刚度作为齿轮传动系统内部激励,基于内外部激励对采煤机机电液截割传动系统进行特性分析。结果表明:泵流量脉动对齿轮系统振动与动力学特性都有影响,且流量脉动作为外部激励是影响齿轮系统动力学特性的主要因素;考虑泵流量脉动后,马达输出呈现转矩脉动,截割传动系统总效率下降。     

采煤机行走机构动态啮合特性分析

为分析渐开线采煤机行走轮与Ⅲ型销轨的动态啮合特性,基于ANSYS/LS_DYNA建立行走机构动态啮合过程数值分析模型,以牵引阻力和行走速度为变量研究行走机构动态啮合特性,得到动态啮合时行走速度波动、节线和齿根受力的变化规律．研究结果表明：牵引阻力对行走机构速度波动和节线及齿根受力规律影响显著,随着牵引阻力增大,啮合点在节线附近时对应齿面应力相对较低,但整个啮合过程中应力波动增大;行走速度变化对速度波动持续时间有较大影响;随着行走速度增大,各项载荷峰值呈现先减小后小幅增大的现象,且到达峰值后衰减加剧．     

基于准瞬态发动机模型的车辆传动系统特性分析

研究了怠速工况下车辆传动系统动力学特性和机械变速器齿轮敲击建模方法,并通过实车实验验证了研究方法的有效性。首先,利用实车装备的直列四缸四冲程发动机特性参数,建立了考虑动态摩擦扭矩特性的准瞬态发动机模型;其次,利用集中质量建模方法,建立怠速工况下车辆动力传动系统动力学模型,模型中详细建立机械变速器空套齿轮阻滞力矩模型,仿真分析了传动系统各部件的运动特性和齿轮对敲击强度。最后,利用实车怠速工况下的实验结果,验证了准瞬态发动机模型和车辆动力传动系统仿真模型的有效性,研究成果可进一步用于车辆动力传动系统设计开发和变速器齿轮敲击产生机理研究。     

风电齿轮传动系统变载荷动态特性分析

本文综合考虑风电低速轴气动载荷、时变啮合刚度、综合啮合误差和阻尼等因素的影响,采用集中质量法建立三级斜齿轮系统的动力学模型,推导出系统的振动微分方程;采用可变阶的数值微分算法。求解齿轮传动系统动力学微分方程,对齿轮传动系统在复杂外部激励和内部激励同时作用下的动态特性进行了分析。     

采煤机摇臂动态特性及影响因素分析

针对采煤机摇臂在截割载荷作用下可靠性差的问题,对MG500/1180-WD采煤机摇臂动态特性进行分析。建立摇臂有限元模型,通过模态分析得到摇臂固有频率及主振型。模态分析表明,摇臂主要振动模式为电机壳体及行星头弯曲扭转振动。通过实验模态分析,以固有频率为判定指标,对有限元模型进行验证。选取电机壳体壁厚等5个设计变量,研究摇臂固有频率随设计变量的变化规律。根据重载截割实际工况对摇臂进行谐响应分析,计算摇臂振动响应。结果表明:摇臂中部老塘侧壁厚是影响摇臂固有特性的关键因素;摇臂在行星1级2倍频、直齿1级2倍频、直齿2级2倍频及8阶固频激励下动态应力较大;采煤机摇臂形成了以1阶、3阶振型模态振动为主要特征的弹性振动并导致摇臂铰接耳处产生应力集中;分析结果可为采煤机摇臂结构优化设计及可靠性分析提供参考。     

扬声器系统瞬态特性的过渡过程分析

提出应用施罗德积分公式定量计算过渡过程时间的方法,从理论上阐明了过渡过程时间和扬声器系统瞬态特性的关系,并将过渡过程时间作为定量描述瞬态特性的参数。进一步分析了低频扬声器单元的过渡过程时间同其低频参数之间的关系。根据上述分析,过渡过程时间短的扬声器系统表现出更好的瞬态特性。这一结论为扬声器系统瞬态特性的研究提供了一个新的思路。     

同轴对转行星齿轮传动系统动态特性分析

本文以同轴对转行星齿轮传动系统为研究对象,基于齿轮系统动力学和Lagrange方程,采用集中参数法建立了同轴对转系统的耦合动力学模型,模型中考虑了轮系的支撑刚度、弹性耦合和功率流向。在各个齿轮副的偏心误差、齿频误差和时变啮合刚度共同作用下,用数值分析方法得到了同轴对转系统的位移响应和速度响应等时域动态特性,并对比了定轴轮系与差动轮系的载荷分配,为同轴对转传动系统的动态性能优化与振动噪声研究提供了依据。     

箱体柔性对齿轮传动系统动态特性的影响分析

分别建立了齿轮、轴、轴承及箱体的阻抗模型,并采用阻抗综合法建立了"齿轮-轴-轴承-箱体"耦合动力学模型,实现了传动系统与箱体的耦合。以单级斜齿轮减速器为对象,计算了"齿轮-轴-轴承-箱体"耦合系统的固有频率,以及耦合系统在轮齿时变啮合刚度激励下的齿轮动态啮合力及轴承动态支反力,并与不耦合箱体的情况进行了对比。结果表明:耦合箱体后,系统的固有频率降低了;箱体柔性对轴承动态支反力的影响要大于对齿轮动态啮合力的影响;考虑箱体柔性后,系统的振动可能减小,也可能加剧,取决于系统的工作转速。     

兆瓦级风力发电机组传动系统动态特性研究

基于集中参数质量法建立风力发电机组四质量块柔性传动模型,在综合考虑外部风载、齿轮副啮合刚度、啮合阻尼和综合啮合误差激励条件下建立齿轮箱内部各级齿轮副动力学方程。以1.5MW风力发电机组为计算对象,计算柔性传动系统固有频率和齿轮箱各级齿轮动态啮合力,通过雨流计数法对齿轮动态啮合力进行统计分析,结果显示动态啮合力具有很强的时变特性,此研究方法为齿轮和轴承设计、寿命预估建模提供依据。并对传动系统稳定性进行分析,结果显示传动系统一阶扭振频率与风轮面内一阶摆振频率偏差为7.5%,通过降低主轴重量约8.5%,提高了传动系统一阶扭转频率值5%,提高后的频率值与风轮面内一阶摆阵频率偏差达11.9%,大于规范推荐值10%,为风力发电机组传动系统设计和可靠性研究提供参考。     

转子系统瞬态热启动过程动力学特性研究

摘 要：某型航空发动机在停车后的冷却过程中,其高压转子会产生较大的热弯曲。当再次启动时,高压转子会产生较大的热振动,进而威胁到发动机的安全运行。采用流-热-固-动力学开放式半耦合系统,对停车后不同时刻的瞬态温度场对某航空发动机高压转子系统的瞬态热启动特性的影响进行了探讨并和试验值进行了比较。结果表明,高压转子的停车时间位于65~90min时,其转子的最大振速超过了最大临界安全振速80mm/s,因此,热启动时应当尽量避开这一时间段,或者在这一时间段冷运转后再启动减小热弯曲对瞬态振动的影响。计算结果为航空发动机高压转子系统的优化设计和热弯曲故障诊断提供了理论依据。     

电力系统中机电扰动的传播特性分析

【摘要】随着我国工业化进程的不断加速,大量的发电机应用在我们的日常工作生活中,在大量使用的同时,也产生了许多负面影响,其中以机电扰动最为常见。机电扰动主要以小扰动的方式存在,使得供电系统在低频振荡的模式下运行。在同一个供电模式下,会造成发电机抵消互相之间的本地模式以及机电扰动模式的分量,这样就会不断增加区问之间的分量。因此,本文笔者根据个人多年来相关行业工作经验,并结合当前我国电力系统中机电扰动的传播特性先对低频振荡的概念进行描述,继而对低频振荡的现象进行分析,再对机电扰动的传播速度进行叙述,最后再对机电振荡模式进行详细的论述,希望可以起到抛砖引玉的作用,在推动我国电力系统不断向前发展的同时,也为我国经济的可持续发展增添新的动力。     

浅论机电安装工程施工过程的动态管理

在当前网络信息技术迅速发展的前提下,机电设备性能进一步提升,得到了更加广泛的应用。但是受到传统管理模式的影响,导致在实际管理过程中,经常出现各种质量问题。因此,在机电工程安装施工过程中,为了保证工程质量,施工单位要采用动态管理的理念,认真总结实际经验教训,控制好施工整个过程,创造更多的综合效益。     

离心泵变工况过渡过程瞬态水力特性研究

为研究离心泵汽从设计工况向非设计工况过渡过程的瞬态水力特性及内部流动机理,通过pro/E软件对离心泵内部流道进行三维造型,利用雷诺时均N-S方程和 两方程及SIMPLEC算法,应用计算流体力学软件CFX对离心泵叶轮流道内的变工况瞬态流动特性进行数值模拟计算,研究分析离心泵在进口压力连续下降时其内部的汽蚀特性进行数值模拟,并与试验结果进行对比, 结果表明：数值模拟结果与试验结果的变化趋势一致。流场分析表明：变流量过渡时,叶轮流道内的压力值没有明显增大,但压力变化幅度随流量的变化而增大;向大流量过渡时,流量增加对叶片瞬态载荷影响不大,而向小流量过渡时,由于二次回流等因素的存在对叶片瞬态载荷影响很大;由设计工况向汽蚀工况的过渡过程中,在临界汽蚀余量时,受到气泡相的影响叶片的瞬态载荷变化较大,特别是进口处叶片载荷瞬态变化更大;压力值与其幅度都出现急剧下降;作用在叶轮上的径向力大小和方向也急剧增大。     

采煤机截割部传动系统的动力学仿真

基于刚-柔耦合多体接触动力学理论,对采煤机截割部传动系统进行了研究,给出了其模型参数的确定方法。在Recur Dyn软件环境中建立了截割部传动系统刚柔耦合多体接触动力学模型,并施加MATLAB计算出的基于实际工况的载荷。在仿真环境下直观动态地描述了齿轮啮合接触过程,计算出了各级齿轮的动态等效应力,并根据仿真结果对齿轮进行了优化。解决了大型机械传动机构进行柔性接触仿真的难题,增加了虚拟样机技术研究的可靠性,揭示了齿轮传动系统的刚度激励与啮合冲击激励引起响应的周期性波动现象。     

深沟球轴承运转过程动态特性有限元分析

综合考虑轴承径向载荷及转速的影响,应用ANSYS/LS-DYNA软件建立了深沟球轴承多体动力接触有限元模型;以显式动力学有限元法为基础,采用全积分单元算法控制沙漏,设置质量缩放系数缩减计算时间,对内圈施加不同转速时的深沟球轴承进行动力接触分析,得出了深沟球轴承运转过程的动态响应及滚动体的应力分布。滚动体的最大和最小线速度分别出现在与内、外圈接触点上,各转速下滚动体与内圈接触的应力基本相同,滚动体与外圈接触的应力随转速增高而相应增大,滚动体与外圈间接触力的波动大于内圈,而滚动体与保持架间的作用力较小。研究表明,ANSYS/LS-DYNA是分析轴承运转过程动力接触问题十分有效的工具。     

机电集成压电谐波电机传动系统非线性自由振动分析

设计集压电驱动、谐波传动及活齿传动为一体的机电集成压电谐波电机,并分析其工作机理。借鉴行星齿轮传动理论,建立传动系统动力学模型。利用Linz Ted-Poincaré法推导传动系统非线性频率特性方程及位移响应方程,分析传动系统的非线性频率变化规律及时域响应特点;通过ANSYS有限元软件对频率进行验证。结果表明,传动系统非线性由啮合齿数变化引起,啮合齿数越少系统非线性越显著;系统位移响应受非线性影响最明显、微弱的分别为波发生器x及u向;利用有限元仿真验证动力学模型的正确性。     

转子系统瞬态过程的减幅特性及共振区迟滞特性

控制转子系统过临界转速区的最大振幅是保障转子系统安全运行的关键。经验表明，提高转子系统过共振区的加速度、使转子系统快速通过共振区是降低过共振最大振幅的有效途径之一，但是该方法作为一种经验手段一直缺乏系统深入的研究。本文针对该问题分析了现有解析方法存在的缺点，在利用数值仿真手段研究转子系统瞬态响应的基础上，归纳出了转子系统瞬态过程的最大振幅相对于起动加速度的减幅特性和共振区迟滞特性，并结合起动最佳转矩的选择和转子系统参数设计等问题提出了若干见解     

手枪射击过程中士兵动态响应特性研究

为了研究士兵立姿无依托射击过程动态响应特性,在AnyBody人体肌骨建模平台中建立了人-枪系统模型。采用三维运动捕捉系统捕获了射击姿态,以实验数据驱动人枪模型。通过肌肉活动度最大/最小模型解决肌肉募集冗余问题,基于逆向动力学原理,计算射击过程中肌肉发力和人体关节受力规律。结果表明:对于手枪在立姿无依托连续射击过程,同时也是行为意识学习过程,射击结束后肌群会本能的按照上一次射击所需的预紧力进行有规律的收缩;对于每一次射击过程,肌肉及关节受力会有3个波峰,前2个波峰是由于手臂随着枪械被动运动造成的,最后1个波峰是主动控制造成的,从击发到主动控制需要243ms;射手在连续4发射击后,肌肉的疲劳会迅速加剧。研究结果对射击训练和手持轻武器效能的最佳发挥提供了科学参考。     

变载工况下钻机动力头传动系统动态特性

基于弹性力学和接触力学的有关理论,对煤矿瓦斯抽放水平定向长钻孔千米钻机动力头的聚晶金刚石复合片钻头(PDC钻头)压入切削岩石时的接触特性进行分析,通过计算机编程仿真得到钻机在实际运行过程中的负载并作为钻机动力头齿轮传动系统的外部激励;综合考虑钻机动力头齿轮传动系统中各个齿轮副的时变啮合刚度,各个齿轮副综合啮合误差等引起的内部激励;并考虑各个滚动轴承的支撑刚度以及轴的扭转刚度;采用集中参数法建立钻机动力头齿轮传动系统的耦合动力学模型,并基于数值分析方法求解得到钻机动力头切削砂岩时各个齿轮构件和轴承构件的振动速度响应、振动位移响应以及动态啮合力,对动力头齿轮传动系统的动态响应进行研究,研究结果为钻机动力头传动系统的动态性能优化奠定基础。     

含轴向偏载的行星齿轮传动系统动态特性研究

轴向偏载是影响行星轮传动系统工作状态的重要因素,以行星轮传动系统为研究对象,运用牛顿动力学理论建立了行星传动平移-扭转动力学模型,讨论了轴向偏载对啮合刚度的影响。在考虑轮齿齿面接触特性基础上,揭示了轴向偏载对行星传动系统动态特性的影响。研究表明:太阳轮发生轴向偏载后,齿面接触区域产生偏移,其啮合刚度也随之发生改变。随着偏载的增大,啮合刚度逐渐减小,对行星传动系统的高阶固有频率影响较为明显。太阳轮与行星轮的外啮合动载荷将出现转频成分,并且当偏载增大时,其转频成分将明显增大,但其他频率成分基本保持不变。当存在轴向偏载时,浮动轨迹由圆形分布变为椭圆形分布,浮动轨迹中的变形量增加,从而系统振动更加明显,啮合冲击更激烈,影响系统的使用寿命。