某混动车型动力耦合系统工作模式分析与固有特性研究

以某混动车型的齿轮传动系统为研究对象，针对不同的驾驶工况，首先分析车辆动力耦合系统的功率流向和负荷传递路线。再将齿轮传动系统与箱体结合，建立齿轮箱有限元模型，利用Ansys软件仿真计算齿轮箱前10阶固有频率，从而获得振型变化规律。最后为验证有限元模型的正确性以及仿真计算的准确性，搭建模态试验平台进行验证。研究结果不但有助于齿轮系统结构参数的优化，还为后期齿轮箱NVH特性研究提供基础数据。     

人字齿轮功率二分支传动系统模态跃迁现象

模态跃迁会导致人字齿轮功率二分支传动系统的动力学特性剧烈变化,因此,在该类系统的动态设计过程中,必须对模态跃迁现象进行分析。建立了人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动模型和扭转自由振动微分方程,通过分析计算系统扭转振动固有频率和模态振型,将人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动模式归纳为耦合振动模式和分支齿轮振动模式两类模态振型。在此基础上,研究了人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动的模态跃迁现象,确定了系统扭转振动固有频率轨迹发生模态跃迁现象的准则:对于耦合振动模式和分支齿轮振动模式,不同类型模态振型之间不会发生模态跃迁,同类型的模态振型之间将会发生模态跃迁。最后,通过实例计算验证了所提出模态跃迁准则的准确性。     

行星齿轮传动系统平移-扭转模型及计算

振动是行星齿轮传动系统的一个重要特性,它直接关系到传动的平稳性和系统的可靠性。为了避免系统运行时产生共振现象,研究动态特性,进行固有频率分析非常重要。文章首先根据系统的运动特性,通过受力分析,建立了行星齿轮传动系统的平移-扭转动力学模型,通过理论计算求解其模态和振型,分析了系统的振动情况。然后利用Pro/E建立了行星齿轮传动系统模型,在ABAQUS软件里面进行有限元仿真分析,利用Block Lanczos方法对系统进行模态分析,提取了系统的固有频率和振型图。结合有限元仿真结果与理论计算结果,分析了系统振动产生的主要部位,同时也为系统结构性能的改善和后期的优化设计提供了依据。     

某路锥收放车回转升降机构模态分析与改进设计

运用ABAQUS建立了回转升降机构的有限元模型,通过理论计算得到了机构工作中来自汽车发动机以及路面激振频率的范围。对整个机构模型进行了约束模态分析,对主要部件单独进行了自由模态分析,得出了二者前十五阶固有频率及对应的固有振型,结果显示机构各部分振动的强弱分布以及抗振薄弱区,揭示了不同频率范围内机构振动的模态特点。为了提高机构的前几阶模态频率,提出了改进方案,改进后的机构与原型相比,前六阶固有频率均有大幅提高。     

基于ANSYS Workbench标准直齿圆柱齿轮传动有限元分析

研究了齿轮传动静力学有限元特性与固有振动特性,应用三维参数化设计软件Pro/E建立了标准直齿圆柱齿轮传动的三维参数化模型,然后通过与有限元分析软件ANSYS Workbench的无缝接口将其导入并进行静力学有限元分析,得到了模型的等效应力和应变云图,最后对齿轮传动系统进行了模态分析,得到了系统的前6阶模态振型。为后续齿轮传动进一步的动力学及运动学分析奠定了基础。     

铝锭堆垛机传动系统齿轮的有限元模态分析

研究了铝锭堆垛机翻转装置传动系统中齿轮的固有振动特性,运用有限元分析软件ANSYS对齿轮进行了模态分析,计算出了固有振动频率和模态振型,为齿轮传动系统的动态响应计算和分析奠定了基础。通过有限元法分析了传动系统各个齿轮的固有振动特性,用有限元分析软件ANSYS计算出了齿轮的各级模态频率和振型,为传动系统的齿轮动态设计提供了参考,也为诊断齿轮传动系统故障提供了一种方法。     

功率四分支齿轮传动系统的弯扭耦合振动固有特性研究

在轴承-转子系统动力学理论的基础上,考虑齿轮啮合效应和转子弯扭耦合效应,建立了功率四分支齿轮传动系统振动方程,求解自由振动的特征方程,获得了该系统耦合状态下的前14阶固有频率和振型,以及非耦合状态下前8阶固有特性。得出如下结论:1)系统结构的对称性导致部分转子的模态对称;2)系统的模态类型主要表现为两类形态:一类以某一转子振动为主,其他转子的振幅很小;另一类表现为复杂的多转子弯扭耦合振动;3)转子间的弯扭耦合对系统的固有频率和模态产生了很大的影响,在进行功率四分支齿轮传动系统的振动特性研究时,必须同时考虑转子弯扭耦合效应的共同作用。     

功率四分支齿轮传动系统的弯扭耦合振动固有特性研究

在轴承-转子系统动力学理论的基础上,考虑齿轮啮合效应和转子弯扭耦合效应,建立了功率四分支齿轮传动系统振动方程,求解自由振动的特征方程,获得了该系统耦合状态下的前14阶固有频率和振型,以及非耦合状态下前8阶固有特性。得出如下结论:1)系统结构的对称性导致部分转子的模态对称;2)系统的模态类型主要表现为两类形态:一类以某一转子振动为主,其他转子的振幅很小;另一类表现为复杂的多转子弯扭耦合振动;3)转子间的弯扭耦合对系统的固有频率和模态产生了很大的影响,在进行功率四分支齿轮传动系统的振动特性研究时,必须同时考虑转子弯扭耦合效应的共同作用。     

齿轮齿条传动系统对推焦装置振动特性的影响研究

针对焦炉推焦装置工作过程中经常发生振动的问题,对齿轮齿条传动系统引起推焦装置发生振动的机理进行了研究。提出了一种将有限元仿真与试验分析相结合的方法;利用有限元仿真的方法对推焦装置进行了模态分析,提取了自由模态和约束模态的低阶振型图;利用现场采集的试验数据进行了时频分析,计算了齿轮齿条传动系统中齿轮的转频及齿轮齿条的啮合频率,对比了模态分析结果与齿轮齿条传动系统的特征频率。研究结果表明:齿轮齿条的啮合传动和齿轮的转动都会导致推焦装置发生明显的振动;改变齿轮的齿数和调整电动机的工作频率能够有效降低推焦装置发生振动的可能。     

双联端面齿轮的有限元模态分析

以一种新型齿轮——双联端面齿轮为研究对象,运用三维造型软件Creo建立了双联端面齿轮的实体模型。运用有限元分析软件Workbench对双联端面齿轮进行了模态分析,计算出了其前6阶固有频率和主振型,并在此基础上讨论了双联端面齿轮的材料对固有特性的影响。结果表明,双联端面齿轮的模态振型表现为1阶径向振、2阶径向振、扭振。所得结论进行了试验验证,为双联端面齿轮传动系统的动态响应分析及结构设计提供了理论依据。     

齿轮传动系统行星架模态仿真及其振动实验测试研究

齿轮传动系统行星架振动特性对保证整个系统的安全运行具有重要作用。针对四级减速系统的行星架展开了动力学分析。在建立模态叠加模型的基础上,对行星架模态进行了建模分析,以及加速度振动信号实验测定。研究结果得到:前六阶模态的固有频率及相对应振型看出行星架主要表现为局部结构的振动与扭转,随着模态阶数的增高振型越明显。行星架的前六阶固有频率介于(625～1339)Hz之间,行星架最低固有频率大于最高啮合频率,避免了齿轮箱在运行时与行星架之间共振现象的发生。加速度振动信号经MED分解后的前二阶IMF分量进行切片双谱的分析得到模态混叠现象减少,信号成分较简单,这说明通过实验验证该传动系统行星架设计是合理的。     

轿车车室声固耦合系统的模态分析

车室声学模态分析是汽车NVH特性研究的重要内容,识别系统模态对避免声学共振、降低车内噪声有重要意义。利用有限元法建立某轿车车身结构和车室空腔模型,并建立了考虑结构与空气之间相互作用的车室声固耦合系统模型。列出三个系统的有限元方程式,使用MSC.Nastran软件对三个模型的模态进行仿真计算,对结构的模态频率和变形部位、空腔声学系统的声学模态频率和声压分布情况以及耦合系统中结构和声学空腔模态频率和振型的变化进行了详细分析。测量车内纵向对称面上的等声压线以验证仿真结果。结果表明：结构与空气的相互作用将改变原系统(车身结构或车室空腔)模态的频率和振型,并将引起另一个系统产生相应模式的振动;系统第一阶声学模态为纵向声学模态,其振型的试验结果与仿真结果在分布特点、变化趋势等方面符合较好。     

基于有限元方法的直齿轮传动系统的模态仿真分析

齿轮传动系统是机械传动中应用最广泛的传动机构,其工作性能对整个设备都有着至关重要的影响。为了避免齿轮系统在啮合过程中的振动,对其进行了动态特性仿真分析。以某型机床的直齿轮系统为例,首先通过采用SolidWorks2008软件对该齿轮系统进行参数化设计并建立其三维实体模型;然后将建立好的参数化模型导入到有限元分析软件ANSYS中,运用有限元分析软件ANSYS对其进行模态分析,并获得该齿轮系统的前6阶固有频率和振型。该模态仿真分析结果为齿轮系统的动态优化设计提供参考依据。     

少齿数齿轮传动系统动态特性分析

针对少齿数齿轮在啮合过程中发生受迫振动问题,采用基于模态叠加法的谐响应分析技术,采用Pro/E软件对少齿数齿轮传动系统进行三维建模,利用有限元分析技术对少齿数齿轮传动系统的动态特性进行了研究。基于模态分析理论,求解得到少齿数齿轮传动系统的固有频率和振型,结果表明,第2阶和第4阶模态振动对轴承安装部位影响最大。     

动车组传动系统仿真分析

对CRH5A型动车组传动系统进行了模态仿真计算,得到了其前30阶固有频率及振型。在模态计算结果的基础上,分四个速度等级,计算了在不同万向轴动不平衡量的大小对传动系统动态响应特性,为传动系统动态监测提供了参考依据。     

蜗线齿轮有限元模态分析

基于齿廓法线法在三维建模软件Pro/E中建立了不同阶数的蜗线齿轮的几何模型,并导入有限元分析软件ANSYS中,建立各蜗线齿轮的有限元模型。分别对其进行模态分析,并得到其前七阶固有频率和振型图,提取齿轮的各阶模态振型图进行分析并分析蜗线齿轮的基本振型,讨论不同齿轮阶数与模数下各模态固有频率的变化规律并分析原因。该模态分析为选择蜗线齿轮的设计参数提供了参考依据,为该齿轮传动系统的振动特性分析、振动故障诊断与预报以及齿轮的动力学特性分析提供理论支持。     

某车型引擎盖模态分析及优化

为了使引擎盖的固有频率避开汽车发动机的工作频率,需要对引擎盖的模型进行分析。以某车型的引擎盖作为研究对象,将引擎盖的CAD模型导入Hypermesh软件中,得到该引擎盖的有限元模型,依据模态分析理论进行模态仿真;采用多点激励单点响应的办法,通过力锤敲击法获得引擎盖试验模态。将仿真结果与试验结果进行对比可知,除第一阶固有频率误差稍大外,2-5阶的试验结果与仿真结果保持了很好的一致性;1阶振型为引擎盖的弯曲振动,2-5阶振型为引擎盖的局部振动,前五阶振型的形态基本相同。通过比较试验模态和仿真模态,验证有限元模型的正确性。在匀速工况下,发动机对引擎盖的激振频率为100±1.67 Hz,与引擎盖的第五阶频率比较相近,为了避免共振的发生,需要对引擎盖的模态进行优化,提高整车动态感知水平。     

轻型货车车身有限元模态分析与优化设计

论述了模态分析的基本理论,分析了有限元模型的建立过程,建立了桌轻型货车车身结构的有限元模型,计算了其前八阶自由模态和振型。通过分析车身不同阶的模态频率和振型,提出了相应的结构和尺寸改进措施,对车身模态进行了优化设计,使车身具有了更合理的动态特性。     

基于Adams行星系统动力学仿真及有限元分析

以某微型机械手中JS行星齿轮的传动系统为研究对象,对该行星系统的传动比、各轴角速度、太阳轮与行星轮间啮合力、行星轮与内齿轮间啮合力、啮合频率等进行理论计算,得出该行星系统的运动学及动力学分析的理论值。利用Adams软件对该J S行星传动系统进行运动学和动力学仿真,得出该JS行星系统的运动学和动力学仿真结果。将该JS行星系统理论值与Adams软件仿真值进行对比分析,得出其两者的计算结果误差接近为零,由其误差可知,该虚拟样机模型为可行的。利用Creo Simulate对其进行有限元分析,得出该行星系统中关键零部件的静力学、疲劳和模态结果,根据所得结果判断其零部件强度可靠,进而验证该设计是合理可行。     

纯电动汽车减速器振动特性的模态分析

以某微型纯电动汽车减速器为研究对象,在有限元软件ABAQUS中建立了减速器总成的有限元模型,并对其进行了自由模态分析;同时采用LMS Test.Lab对该减速器进行试验模态研究,运用Poly MAX法辨识减速器总成的各阶模态参数,然后对有限元模态计算和试验模态得到的减速器频率和振型的相关性进行评价,结果表明两者吻合性较好。在模态分析的基础上,分析减速器总成固有频率和齿轮啮合频率,发现在某一车速时,减速器总成第一阶模态频率极有可能与齿轮啮合频率相等,会引起系统共振,需采取有效措施避免共振发生。