基于机构物-场理论的自动变速箱换挡变拓扑分析

针对目前液力机械式自动变速箱(AT)在机构学上拓扑概念不明确以及没有系统描述AT换挡过程的问题,首先解析变速箱的构件、连接、关联关系、不变运动链、可变运动链等集合论的概念及其相互关系,探明换挡的机构学本质,提出换挡过程等效为变胞器的图形描述方法,然后基于物-场理论,建立AT元素级、运动链级和机构级多层次的物-场拓扑模型,揭示AT物-场变拓扑模型的建模规律,最后以某工程车辆AT为例,分析物-场拓扑描述方法 AT变拓扑机构中的应用,表明本文方法的可行性和有效性,为AT的计算机创新设计和动力学建模提供理论基础。     

拓扑特征演化分析下行星变速机构构型综合

针对用多个行星排和操纵元件组成预设挡位数和传动比的可行变速机构方案繁多的特征,提出了一种基于拓扑特征演化分析的行星变速机构构型综合方法。根据行星变速机构的基本构件组成,建立了行星排组和离合器组模型的设计准则,定义了相对转速意义下行星变速机构的构件和关联函数邻接矩阵,推导了构态演变的数学模型,实现了特殊构态拓扑特征的自动识别,构建了满足预设挡位数要求的构件组模型。在揭示不同构态拓扑演化特征的基础上,提出行星变速机构特性参数计算和构件属性判别的方法,实现了行星变速机构的构型综合。最后通过设计实例验证了所提方法的有效性和准确性。     

换挡工况下湿式换挡离合器变胞机理

针对目前难以全面描述湿式换挡离合器变结构、非定常和非数值的变拓扑工作过程的问题,基于湿式换挡离合器工作特性的分析,定义摩擦对偶片各构态的约束函数,建立摩擦对偶片变胞器,提出湿式换挡离合器变胞的图形描述方法. 采用矩阵分析法,以约束函数为元素,推导离合器各构态的邻接矩阵,解析相邻构态转换时对应的变胞函数和变胞方程,构建湿式换挡离合器工作的变胞拓扑模型,揭示换挡离合器工作状态转换的变胞机理. 基于变胞机理分析,提出更直观和简便的离合器动力学建模方法,通过对比分析离合器转速变化规律的试验和仿真结果,表明该方法的准确性和可行性.     

车辆综合传动系统过渡工况仿真及试验验证

To predict the dynamic characteristics of vehicle integrated transmission system, the work states of crucial parts were mathematically described. According to the work principles of hydro-mechanical transmission system, a virtual prototype model of integrated transmission system was constructed based on modular modeling method by synthesizing each component mathematic model. The transition process of start, acceleration and shifting was simulated numerically. The presented model was validated by start process test with the same power condition and operating manner. Contrast of the simulation and test results indicates the modeling method is feasible and the virtual prototype model is correct.      

考虑误差和齿面摩擦随机性的直齿圆柱齿轮副振动特性分析

针对考虑误差和齿面摩擦参数随机性的齿轮振动特性不明确的问题,综合统计法和集中质量法,数值研究误差和齿面摩擦参数的随机特性,分析轮齿误差对齿面摩擦参数的影响,建立计及误差和齿面摩擦参数随机性的直齿轮传动弯扭耦合振动模型;采用4阶龙格库塔法进行数值求解,得到齿轮传动的振动响应,探析齿轮误差和齿面摩擦参数随机性对齿轮振动特性的影响。结果表明,考虑误差和齿面摩擦随机性后,在两者的作用下齿轮动力学响应在频域与相图上表现出更为复杂的随机性,其中误差随机性对于齿轮系统动力学稳定性的干扰更强。研究结果为齿轮传动的动态设计提供理论参考。     

动态束源和电磁参数下高压电子枪聚焦特性

以国产ZD-VEBW系列高压电子枪为研究对象,通过理论分析电子枪轴上电位与束腰和束斑直径之间的映射关系以及带电粒子经过聚焦线圈时的运动轨迹,借助于CST仿真平台,构建了电子枪仿真模型。仿真得到了电子束束斑直径在不同静电聚焦结构参数下的变化规律,依据此规律设计了不同孔径的偏压杯、阳极,构建了电子束焊接试验平台;动态调整阴阳极距离和束源参数,进行了电子束焊接的单参数以及正交试验的研究。结果表明：阴阳极距离的增加会导致束斑直径增加,偏压杯孔径的增加会导致束斑直径的减小,阳极孔径对束斑直径的影响存在最优参数,聚焦电流的增加会导致束斑直径的减小;阴阳极距离取28.40 mm、偏压杯孔径取6.00 mm、阳极孔径取10.00 mm时,能够显著提高试验型号设备同功率下电子束焊缝的深宽比,有效提高国产化ZD-VEBW系列高压电子枪的焊接性能,验证了理论和仿真分析的正确性。     

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。     

车辆变速器弯扭振动特性分析

为研究车辆变速器弯扭振动特性，以某车辆变速器为研究对象，根据振动弯曲理论，建立变速器齿轮轴系弯扭振动数学模型；将不规则的变速器侧面箱体简化为质量均匀的薄板，基于薄板理论推导考虑传动轴系弯扭振动激励下的箱体振动方程；对传动轴弹性化处理后进行模态分析得到其振型函数，采用数值方法求解齿轮轴系和箱体的振动响应；分析箱体和齿轮轴系振动特性，并设计台架试验进行验证。结果表明：测点试验结果与计算结果的均方根值最大误差为32%，且振动趋势一致。研究结果可为探明车辆变速器弯扭振动传递机理与变速器动态可靠性研究提供理论基础。