船用齿轮箱动态响应及抗冲击性能数值仿真

采用三维冲击／动力接触有限元法计算轮齿的时变啮合刚度和啮合冲击激励，用简谐函数模拟齿轮误差及外部加速度激励。综合考虑由轮齿刚度激励、误差激励和啮合冲击激励引起的内部动态激励以及由冲击加速度引起的外部激励的影响，建立了齿轮箱动力分析有限元模型。应用I—DEAS软件计算了齿轮箱的固有模态，并对齿轮箱承受内部激励和外部激励时的动态响应进行了数值仿真，得出了各种激励下齿轮箱的动态应力，为船用齿轮箱抗冲击能力的确定提供了理论依据。     

小倾角船用齿轮箱耦合系统固有特性研究

小倾角船用齿轮箱由于输入轴与输出轴存在一个夹角,使螺旋桨获得一个入水角,可广泛应用于高速快艇和游艇上,开展小倾角船用齿轮箱系统动态特性研究具有重要的意义。论文以某小倾角船用齿轮箱为研究对象,通过支撑轴承把传动子系统和结构子系统耦合起来,建立齿轮-轴-轴承-箱体耦合系统三维有限元动力学分析模型。用Lanczos方法对系统固有特性进行了分析,获得该小倾角船用齿轮箱固有频率和振型。用锤击法对该小倾角船用齿轮箱固有特性进行了试验模态分析,验证了理论分析的正确性,为小倾角船用齿轮箱的动态性能和优化改进奠定基础。     

舰艇导弹发射装置抗冲击性能数值分析

舰船设备抗冲击性能是评价舰艇生命力的重要因素之一。分别应用美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM)和时间历程法,考核舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能。通过DDAM方法和时间历程方法仿真计算,得到导弹发射装置的抗冲击薄弱环节,为制定导弹发射装置抗冲击考核标准提供参考。     

舰艇导弹发射装置抗冲击性能数值分析

舰船设备抗冲击性能是评价舰艇生命力的重要因素之一。分别应用美国海军用以考核舰船设备抗冲击性能的动态设计分析方法(DDAM)和时间历程法,考核舰船甲板设备四联装导弹发射装置的抗冲击性能。通过DDAM方法和时间历程方法仿真计算,得到导弹发射装置的抗冲击薄弱环节,为制定导弹发射装置抗冲击考核标准提供参考。     

大型风电齿轮箱系统耦合动态特性的研究

综合考虑轮齿啮合时变刚度、齿轮传递误差、齿轮啮合冲击以及风载变化等因素影响,建立具有多级齿轮传动的大型风电齿轮箱的齿轮-传动轴-轴承-箱体系统耦合非线性动力学模型。对风电齿轮箱系统有限元模型进行耦合模态分析,运用模态叠加法对齿轮箱系统在内部激励与外部激励综合作用下的振动响应进行求解。将仿真结果与实验数据对比,进而得到齿轮箱各点振动位移、速度、加速度及结构噪声等系统动态评价指标,为大型风电齿轮箱动态特性的准确评价及齿轮系统动态性能优化设计提供理论依据。     

大功率船用齿轮箱试验模态分析*

由于大功率船用齿轮箱的特殊使用工况,其性能要求远远高于其他齿轮箱。论文对某大功率船用齿轮箱结构和传动原理进行分析,根据试验模态分析的基本原理和方法,利用最小二乘法对频响函数进行优化,并利用单模态识别法对大功率船用齿轮箱进行模态参数识别,得出系统的前20阶固有频率和阻尼,结果表明该船用齿轮箱系统的转频、啮合频率远离固有频率,系统不存在共振现象。但考虑齿轮箱实际工作的复杂性,在系统转速变化达到临界转速时存在较为剧烈的共振现象。试验结果可为进一步系统研究动态特性提供分析依据。     

大功率船用齿轮箱耦合非线性动态特性分析及噪声预估

对某大型船用齿轮箱的动态特性进行分析,将系统分为传动子系统和结构子系统,通过支撑轴承把两个子系统耦合起来,建立齿轮-轴-轴承-箱体耦合系统三维有限元模型。在研究斜齿轮接触线变化规律基础上,提出了一种计算斜齿轮时变刚度的方法。在考虑传动子系统内部激励和外部激励的影响下,对系统动态特性进行了数值仿真,得出了结构子系统各点的振动位移、速度等动态评价指标,以及系统的结构预估噪声,为船用齿轮箱系统动态性能优化提供了理论依据。     

气动隔振系统非线性特性仿真与数值分析

建立了气动隔振系统非线性模型,在此基础上,利用matlab/simulink软件进行了仿真分析,得到了系统     

利用浮动冲击平台考核舰用设备抗冲击能力的数值仿真研究

大质量舰用设备一般利用浮动冲击平台进行抗冲击能力评估,但试验过程复杂,费时、费力且花费较多。近些年随着非线性有限元技术的发展,利用有限元法对浮动冲击平台试验仿真考核舰用设备抗冲击性能成为可能。针对浮动冲击平台上舰用设备抗冲击能力进行研究,利用有限元软件ABAQUS进行水下爆炸分析,考虑流固耦合效应,研究浮动冲击平台上的安装设备在不同爆炸距离和不同炸药深度下的冲击响应,为舰用设备特别是大质量设备的抗冲击能力的评估和大型浮动冲击平台的设计提供参考。     

一种采用TiNi合金柱壳的抗冲击装置设计

利用TiNi形状记忆合金材料及橡胶高聚物,组合设计了适用于潜艇平台的可反复使用的抗冲击装置,并对其在不同冲击脉宽和峰值作用下的抗冲击特性进行了数值研究,结果表明该抗冲击装置对冲击加速度的衰减高于95%,可以对100kg左右的机电设备提供有效的抗冲击防护.将该装置与传统的线性弹簧抗冲击系统进行了比较,其相对变形量及加速度响应均小于线性抗冲击系统,更为重要的是,变形过程中的能量滞回能够有效的衰减振动能量,使振动幅值迅速减小.     

舰用柴油机抗冲击性能频域分析

舰用设备抗冲击性能的频域分析是一种常用的工程评估方法。建立了某型柴油机的有限元模型,通过主要部件的模态试验进行了修正。根据国军标GJB1060.1-91的规定,基于DDAM方法确定了计算模型的冲击输入,并对柴油机模型在三向冲击输入下的冲击响应进行了分析。结果表明,柴油机抗冲击性能的频域分析是一种有效的评估方法,通过评估,本文的柴油机模型符合国军标的要求。     

转向器支座强度的试验测试和仿真分析

客车转向器支座常因焊缝疲劳裂纹而失效,目前还未能直接测得角焊焊缝处的应力分布和大小。该文将试验测试方法和有限元分析相结合,通过对支座在不同工况下测点的实测应力与有限元仿真结果进行对比分析,得出两者之间的误差,由此推算出在最大载荷时支座焊缝处的实际应力分布和大小,其理论误差小于15%。通过优化支座的结构设计,仿真分析结果显示整个支座的最大应力值可降低63%以上,该优化设计方案已经成功地应用到支座的改进设计与生产制造中。     

一种液压机械无级变速器的性能及动平衡分析

 为满足当前传动技术的需求，提出了一种新型内功率分流无级变速器。阐述了该变速器的工作原理、性能及应用前景；应用Pro/E Wildfire软件建立了该变速器虚拟样机模型；应用YWD-100/2型动平衡实验平台对加工制造出来的变速器实物进行动平衡实验。结果表明：变速器装配体间无干涉，零件结构设计合理，验证了该产品加工制造的可行性；动平衡实验结果接近理想的平衡数值。该新型内功率分流无级变速器在军用装甲车辆和大功率民用辆领域具有良好的应用前景。     

变风载下风电齿轮箱内部激励规律研究及动态特性优化

风电齿轮箱作为风电机组的关键部件,其动态特性直接影响整个机组的运行。以某兆瓦级风电齿轮箱为研究对象,考虑箱体、行星架的结构柔性后,建立风电齿轮箱耦合动力学模型,并分析了其动态响应。针对单一工况所得的齿轮修形量未必适用于其它工况的问题,对各工况下的风电齿轮箱各级齿轮副内部激励进行了加权处理,以各齿轮内部激励和最小为优化目标,基于遗传算法寻求适用于多工况的最优修形量,并结合齿轮宏观参数优化来改善风电齿轮箱的动态响应。结果表明,通过宏观参数优化及齿轮修形后,各工况下风电齿轮箱的振动加速度及结构噪声均得到了有效改善。研究结果为兆瓦级风电齿轮箱动力学特性优化提供了依据。     

土压平衡盾构机行星减速器动态性能测试与分析

根据实验模态分析理论,进行了减速器的模态实验,获取了系统频响函数及模态频率。依据盾构机三级行星减速器大传动比的工作特性,设计了背靠背能量回馈实验台架动态测试方案。基于行星减速器结构特征及模态频率,确定了振动噪声测点布置和信号采集参数。测量了额定载荷下减速器的振动加速度,分析了其振动特性。采用数值积分计算了振动速度响应,综合评价了减速器振动烈度。在采用隔声罩有效降低了背景噪声的基础上,运用声压法进行了减速器噪声测试,验证了噪声实验数据的合理性。振动噪声信号时频分析及边频特征表明齿轮制造精度较高。实验结果表明该盾构机主减速器振动噪声性能指标达到了项目要求及设计目标。     

摩擦学系统特征信息关系的试验研究

针对摩擦学系统特征信息的多样性以及设备在运行寿命期内表现出的磨损规律性,以齿轮箱摩擦学系统为研究对象,建立试验齿轮箱摩擦学特征信息系统.对采集到的齿轮疲劳磨损试验润滑油采用油液分析方法试验研究了系统润滑油黏度与磨损特征信息间的表现关系及内在机理,考察磨粒及油液变质物在试验寿命期内的变化行为,采用扫描电镜和能谱分析磨粒的表面形貌及成分变化.试验与分析结果表明,润滑油黏度的增加具有与磨损信息相似的时间累积性,在磨合期、正常期和故障期三个阶段,润滑油黏度受到不同程度的磨损磨粒、油品变质物、摩擦聚合物及油泥的综合影响,其黏度变化与磨损参数变化具有良好的映射关系.     

基于变分模式分解的行星齿轮箱齿轮组合故障频率解调分析

行星齿轮箱组合故障振动信号具有多源调制特点,在频域内边带结构复杂,通过常规Fourier频谱分析难以有效提取故障特征;组合故障振动信号的调频部分包含故障信息,且不受传递路径影响。为了准确提取行星齿轮箱组合故障特征,提出基于变分模式分解的频率解调分析方法。根据采样频率和载波频率确定单分量个数,通过变分模式分解将多分量信号自适应地分解为一系列本质模式函数;计算本质模式函数的瞬时频率,根据中心频率和啮合频率的匹配关系选取敏感单分量;通过分析敏感单分量瞬时频率频谱诊断组合故障。通过仿真信号和实验信号分析验证了方法的有效性,诊断了太阳轮与行星轮、太阳轮与齿圈、行星轮与齿圈的组合故障。