装甲车辆新型变速箱故障诊断研究

基于材料力学理论,给出了含点蚀的轮齿啮合刚度定量描述方法;进而建立了行星齿轮系统故障动力学模型;数值仿真了点蚀对行星齿轮系统啮合刚度与动态响应频谱特性的影响.结果表明:发生齿面点蚀时,啮合刚度会降低,且随故障程度发生变化;点蚀对行星系统动态响应的影响与定轴齿轮系统不同,其故障特征频率比较复杂;故障特征频率可以作为故障定位的依据.     

齿轮裂纹对啮合刚度的影响分析

通过对三维轮齿接触有限元分析,建立了正常和齿根与分度圆处不同裂纹故障的直齿圆柱齿轮三维实体有限元模型;通过对其啮合接触分析,求得不同状态下齿轮整个啮合过程的轮齿啮合综合刚度.分析结果表明:齿根裂纹对啮合刚度的影响要大于分度圆裂纹的影响.这对分析裂纹故障对齿轮啮合刚度的影响具有一定的指导作用.     

啮合刚度对人字齿行星传动系统动态载荷特性的影响研究

基于集中参数振动理论,建立了采用双齿联轴器的人字齿行星传动系统动力学模型;引入斜齿轮啮合刚度公式按2 个斜齿刚度并联计算人字齿时变啮合刚度;通过求解系统动力学方程, 获得内外啮合刚度与内外啮合动载系数之间变化关系曲线,进而分析了人字齿啮合刚度对系统动态载荷特性的影响。研究结果表明:不考虑共振的情况下,内外啮合动载系数分别随内外啮合刚度平均分量增加而增大;内外啮合刚度交变分量对内外啮合动载系数影响很小;人字齿轮运转平稳, 振动较小,进行人字齿行星传动系统动载系数计算,在精度要求不太高的情况下,以啮合刚度平均分量表示啮合刚度是可行的。     

无反回力矩擒纵机构的几何学

本文对渐开线齿形、圆弧齿形擒纵轮的几何尺寸做了详细地讨论,提出了计算擒纵轮齿形及其与卡瓦啮合时几何尺寸的数学表达式,并给出了最优擒纵轮齿数和相应几何尺寸的数值范围。     

基于LS-DYNA的行星齿轮非线性动力学特性研究

齿轮时变啮合刚度是研究齿轮传动过程中噪声、振动、动力学分析的重要依据．文中采用参数化建模方法建立了某行星排三维模型,应用非线性动力学软件LS—DYNA软件分析该行星排的齿面接触应力随时间的变化,并根据轮齿变形和相应的接触应力,得出行星齿轮内外啮合的时变刚度曲线,仿真分析与理论分析相吻合,为进一步研究行星排的动力学特性奠定基础．     

行星轮安装孔周向位置误差对行星轮系振动特性的影响研究

行星轮安装孔周向位置误差是行星轮系制造加工过程中的一种常见误差,该误差会导致行星轮系轮齿间的啮合线长度和啮合相位发生变化,使行星轮系出现异常振动、噪声和载荷分布不均等问题,加速行星轮系轮齿的失效。针对行星轮安装孔周向位置误差激励机理不明问题,提出一种包含行星轮安装孔周向位置误差的行星轮系动力学建模方法。利用该方法推导行星轮安装孔周向位置误差与行星轮系轮齿啮合线位置、压力角和位置角之间的映射关系,及其对轮齿接触线长度和啮合相位影响特性,获得行星轮安装孔周向位置误差影响下的行星轮系动态响应。仿真结果表明：行星轮安装孔周向位置误差直接导致行星轮系齿轮刚度相位和幅值发生变化,行星轮系均载特性变差,动态传递误差和振动位移变大,且振动位移出现明显的调制线性。通过行星轮安装孔周向位置误差模拟实验验证了所提理论方法和计算结果的正确性。     

齿轮轮齿三维动力接触有限元分析

介绍了几何参数化建模和动力接触有限元仿真技术在齿轮应力分析中的应用,为齿轮轮齿的有限元仿真分析提供了通用、简便的一般方法,并对一对齿轮轮齿啮合过程进行了应力分析,给出了应用实例.     

重载弧齿锥齿轮齿面接触区仿真分析

传动装置中的弧齿锥齿轮,工作负荷大,载荷变化频繁,工况恶劣,要提高轮齿啮合性能,需要对轮齿啮合过程中齿面接触区形状、大小、位置、接触迹走向等敏感性问题进行分析,为此建立重载弧齿锥齿轮仿真模型,运用加载轮齿接触分析方法,考虑系统变形情况,分析了其在不同工况下的受力、错位量、齿面接触区及传递误差等情况,根据分析结果对弧齿锥齿轮适量修形,并进行试验对比验证.结果表明仿真分析的接触区情况和试验齿轮齿面得到的接触区非常接近,验证了仿真分析结果的正确性.     

考虑齿轮轴变形的斜齿轮接触分析

为分析齿轮轴复杂变形（弯曲变形与扭转变形的耦合）对斜齿轮接触状态的影响,利用有限元方法,研究了齿轮轴变形下斜齿轮传动系统的接触特性。通过有限差分法计算齿轮轴变形量,以及ISO 6336-1标准对齿轮啮合刚度的计算,验证了有限元方法和模型的正确性。通过分析齿轮轴特性,建立了刚性和柔性齿轮轴两种有限元模型。计算结果表明,齿轮轴的变形会影响齿轮齿向载荷分布、接触应力分布、齿根弯曲应力分布,从而引起偏载现象,并且增加了齿轮啮合重合度,降低了齿轮的啮合刚度。为分析齿轮轴复杂变形（弯曲变形与扭转变形的耦合）对斜齿轮接触状态的影响,利用有限元方法,研究了齿轮轴变形下斜齿轮传动系统的接触特性。通过有限差分法计算齿轮轴变形量,以及ISO 6336-1标准对齿轮啮合刚度的计算,验证了有限元方法和模型的正确性。通过分析齿轮轴特性,建立了刚性和柔性齿轮轴两种有限元模型。计算结果表明,齿轮轴的变形会影响齿轮齿向载荷分布、接触应力分布、齿根弯曲应力分布,从而引起偏载现象,并且增加了齿轮啮合重合度,降低了齿轮的啮合刚度。     

齿轮轴向重合度对传动误差的影响

采用一种经试验验证过的3D轮齿接触分析(TCA)方法,研究1对直齿轮和7对斜齿轮在同等载荷强度下,轴向重合度对传动误差的影响.为保证结果更接近实际情况,在计算时考虑由加工误差导致的齿轮啮合错位量和适当的微观修形.结果表明:齿轮轴向重合度为略大于整数的值时,其传动误差最小,如1.02~1.05.     

多轴承支撑轴系的精确变形计算研究

针对传动系统中典型的多轴承支撑轴系结构,提出了轴和轴承刚度耦合建模方法以及轴系结构精确变形迭代求解方法。基于轴承几何学、接触力学理论,采用Newton-Raphson算法实现轴承接触应力和变形计算、轴承内部载荷分配计算、轴承滚动体力学平衡方程组的求解,建立轴承刚度矩阵。实现轴承与Timoshenko梁的刚度耦合,形成轴系刚度矩阵,并通过松弛迭代法求解稀疏刚度矩阵。改变轴承刚度矩阵完成迭代过程,获得系统的精确变形。通过算例,验证了该计算方法收敛快、对初值要求低,计算精度较高。     

一种柔顺缓冲摇架及其导向刚度的计算方法

为了研究新型缓冲技术,提出一种新型的柔顺缓冲摇架及其导向刚度计算方法.以自动武器站缓冲系统的柔顺缓冲摇架为例,应用对称变换法将柔顺缓冲摇架简化为竖杆模型和U杆模型,根据各杆之间的串并联关系反求柔顺缓冲摇架的刚度,可以得到一种计算柔顺缓冲摇架导向刚度的理论方法;运用solidworks自带的simulation插件进行静力学仿真分析;并应用锤击法对柔顺缓冲摇架进行实验测试.对比3种方法所求得的柔顺缓冲摇架的刚度值,可证明柔顺缓冲摇架导向刚度的理论计算方法准确可行,对柔顺缓冲机构的设计具有一定的指导意义,并为柔顺缓冲机构在缓冲领域的应用奠定了一定的基础.     

一种橡胶隔振圈动刚度计算方法

在以往对橡胶隔振器动刚度计算方法研究的基础上,提出了一种将隔振器主要部件作为一体进行动刚度仿真计算的方法。建立了包含金属和橡胶部件的橡胶隔振圈有限元模型,根据隔振圈在不同方向上的实际受力情况对隔振圈施加不同频率的正弦激励,仿真计算得到了隔振圈不同方向上的动刚度。通过与隔振圈静刚度和橡胶材料动刚度的比较,得出了动刚度的变化规律,为发动机的振动分析和橡胶隔振圈的简化提供了参考。     

多孔集成节流空气静压轴承数值计算与性能研究

为揭示具有密集节流孔的空气静压轴承承载性能变化规律,设计一种具有多孔集成节流器的空气静压轴承,并对该轴承承载能力和刚度进行研究。结合多孔集成节流空气静压轴承的物理模型建立极坐标下的控制方程,采用有限差分方法和流量平衡原理对该控制方程进行离散差分推导和数值求解并得到气膜流场的压力分布,对空气静压轴承承载力和刚度等性能参数进行分析并进行相关试验验证。结果表明：多孔集成节流空气静压轴承的气膜压力随着气膜间隙的减小而逐渐增大;在气膜间隙相同情况下,随着节流器节流孔数量的增加和节流孔孔径的增大,轴承承载力逐渐增大;轴承在一定气膜间隙下具有最佳刚度,随着节流孔数量的增加,最佳刚度值先增大、后减小;随着轴承供气压力的增大,其最大承载力和最佳刚度值均显著增大;试验测试结果与数值计算结果具有较好的一致性,验证了数值计算和数值方法的可行性和正确性。     

某车载炮上架刚度对弹丸起始扰动的影响

建立了某大口径车载炮弹炮耦合全炮动力学有限元模型,考虑了带膛线身管与弹丸的接触碰撞,通过数值计算得到了上架刚度对弹丸起始扰动的关系。分析结果表明,上架刚度与弹丸起始扰动并非单一的线性关系,且并非上架刚度越大对弹丸起始扰动越有利。     

基于三维梁理论的电磁轨道炮复合身管抗弯性能分析

基于复合材料的三维厚壁梁理论,考虑梁的三维应变、挠曲等效应,建立了圆形电磁轨道炮身管纤维缠绕复合外壳的等效抗弯刚度计算模型。采用组合梁的等效抗弯刚度计算法,对纤维缠绕的轨道炮身管的整体抗弯刚度进行了分析,并与层合板理论法、有限元法做了对比。结果显示,3种计算方法在缠绕角度较大时,计算结果一致性较好。分析了纤维缠绕角度的变化、不同径向位置的碳纤维缠绕角度变化以及不同内膛绝缘材料对身管轴向抗弯刚度的影响。研究结果表明：身管的轴向抗弯刚度在缠绕角度较小时,随着缠绕角度的增大,呈明显的下降趋势,并且其受内层碳纤维的缠绕角度影响要比外层碳纤维的要大;高密度、高弹性模量的内膛绝缘材料并不一定就能提高身管的轴向抗弯刚度。