基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测研究

针对薄壁齿圈的装夹变形问题,将Abaqus有限元仿真与BP神经网络技术应用到了齿圈装夹变形预测中。根据齿圈实际加工装夹情况,应用Abaqus有限元分析软件,建立了齿圈装夹变形的仿真模型,开展了齿圈装夹变形的有限元分析研究,建立了齿圈装夹力及其径向最大装夹变形之间的关系;以Abaqus有限元仿真数据作为训练样本和检验样本,借助BP神经网络良好的预测精度和非线性泛化能力,通过MATLAB神经网络工具箱,建立了基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测数字化模型;并根据检验样本对模型进行了检验,预测值与仿真值之间的相对误差在0.05%之内。研究结果表明:建立的基于BP神经网络的齿圈装夹变形预测数字化模型是准确有效的,可以为智能化大数据加工制造环境下的齿圈装夹参数优化提供准确有效的数据。     

考虑结构柔性的行星轮系齿轮啮合特性分析与优化

以某AT变速器行星轮系为研究对象,利用有限元法分析了行星架、齿圈和壳体的动态特性.并结合模态实验,验证了壳体有限元模型的准确性.建立了AT行星轮系动力学分析模型并进行了接触斑点实验,通过仿真与实验接触斑点结果对比分析得出,小太阳轮-短行星轮、长行星轮-齿圈齿轮副的啮合斑点基本一致且存在明显的偏载现象.通过导入柔性行星架、齿圈和壳体有限元模型得到了完整的AT变速器动力学模型,重点分析了行星架、齿圈、壳体柔性对行星齿轮传递误差、啮合错位量等啮合特性参数的影响,结果表明,壳体柔性和齿圈柔性变形对齿轮啮合错位以及传递误差的影响最为显著,行星架柔性影响次之.通过提高支撑轴承刚度、轴承预紧力和齿轮参数优化的方法,改善了行星轮系齿轮啮合特性,优化了行星轮系齿轮强度以及AT变速器NVH性能.     

基于刚柔耦合模型的行星传动固有特性分析

采用动态子结构法建立计入内齿圈柔性的行星传动刚柔耦合动力学模型,将内齿圈视为弹性连续体,导出内外约束条件下的运动微分方程,并将其与刚体构件的集中参数方程相结合,构建出系统的运动微分方程。基于所建模型,进行柔性齿圈直齿行星齿轮系的自由振动分析和相关试验验证。理论分析揭示出此类系统的振型可归结为4类:中心构件扭转振动模式、中心构件平移振动模式、行星轮振动模式和内齿圈振动模式,并给出每类振动模式的特征和降阶计算公式。数值仿真表明,内齿圈柔性使系统低阶固有频率降低,且新呈现的内齿圈振动模式对应的固有频率位于整个系统固有频率的中低频段,故在后续行星轮系的动态设计中应计及齿圈柔性的影响。振动试验则表明,内齿圈柔性对系统振动特性存在一定影响,除啮频激励和箱体结构共振外,行星传动中还存在低阶谐振现象;对于中低速工况下且太阳轮浮动的行星传动而言,减小齿圈柔性有利于降低系统振动。     

双啮合针齿凸轮分度机构模态分析与试验研究

为探究一种新型间歇机构——双啮合针齿凸轮分度机构的振动特性,考虑各零部件之间的复杂连接关系,建立机构有限元模型进行模态分析。提取有限元模型分别在分度期和间歇期的前六阶模态振型,最后对样机进行试验模态分析。对比发现试验模态分析固有频率与有限元计算结果相近,验证了有限元模态分析方法的可靠性。依间歇期的低阶频率,实际运转情况机构不会发生因输入引起的结构共振。通过模态分析为双啮合针齿凸轮机构振动特性分析,结构优化设计提供了试验支撑与理论依据。     

直齿圆柱齿轮有限元模态模型修正

在对直齿圆柱齿轮结构动力学特性进行准确可靠的分析时,有限元模态模型的准确性至关重要。将初始有限元模型计算的固有频率和试验模态测量的固有频率进行对比,以ANSYS优化设计模块为基础,将有限元模态模型修正问题转化为求解直齿轮固有频率计算值与试验值的相对误差绝对值和的最小值问题。计算结果表明,有限元模态模型修正后前6阶固有频率最大相对误差由2.99%降为1.24%,显著提高了直齿轮有限元模态模型的精度且为有限元模态模型提供了相应的阻尼特性,保证了进一步的动力学特性预测分析的准确性。     

内外局部约束下内齿圈滚轧成形

提出一种内外局部约束高效滚轧成形内齿圈新工艺,完成相关工艺构架并分析了其成形过程内外滚轧模具及工件的运动特征。搭建了采用2对滚轧模具的内齿圈滚轧试验平台,实现了内齿圈滚轧;建立多对滚轧模具内外局部约束下内齿圈滚轧过程有限元模型,完成了采用2对滚轧模具和3对滚轧模具的内齿圈滚轧过程有限元分析。试验与有限元结果表明,齿形形状完整、轮廓清晰,达到了设计齿高要求,内齿圈滚轧成形工艺可行;和试验获得齿高相比,有限元模型对齿形预测误差小于5%;通过适当的模具和坯料几何参数调整,可控制成形齿高、改善端面成形质量。研究结果对内复杂型面零件的高效省力成形工艺具有理论意义和参考价值。     

行星轮系动态特性分析的重复超单元方法

行星轮系的动态特性分析是解决减速器齿轮箱振动与噪声问题的关键。在固定界面模态综合法基础上,提出一种行星轮系动力学建模的重复超单元方法。根据行星轮的结构特征建立超单元模型,将动态缩聚后的超单元装配到残余结构的边界上,利用保留主模态和约束模态得到重复超单元系统矩阵。采用某行星轮系为研究对象,通过比较传统超单元模型、重复超单元模型与全模型计算结果来验证方法的有效性。将太阳轮盘、行星轮盘和内齿圈轮盘分别划分为超单元,将所有齿轮的齿圈划分为残余结构来建立传统超单元模型;考虑到各行星轮具有相同的几何特征,将其中一个行星轮的有限元模型作为原始超单元,其余行星轮作为重复超单元不需要划分有限元网格,通过定义缩聚界面的外部节点建立动力学模型。研究结果表明,重复超单元在保证精度的情况下分析效率更高。     

新型圆弧齿线圆柱齿轮数学模型及其模态分析

圆弧齿线圆柱齿轮是一种新型的齿轮传动,能够解决现有渐开线齿轮传动存在的不足。采用有限元方法对不同刀具半径和模数的圆弧齿线圆柱齿轮的动态特性进行研究,以揭示其对其动态特性的影响。在UG中建立了这种齿轮的精确三维模型,并将其导入Workbench分析软件中对这种新型齿轮进行模态分析,仿真结果表明,在其他参数不变的情况下,其各阶固有频率呈降低趋势;刀具半径对其动态特性影响不显著。     

外凸台内齿圈精密成型有限元数值模拟

对外凸台内齿圈件及模具建立了弹塑性有限元模型,分析了零件加工工序过程。构建了相关有限元力学模型,采用数值模拟方法分析了外凸台内齿圈件冷挤压成型过程,研究了成型过程中的相关关键技术,得出了成形过程中的挤压力、速度、应变场及材料充填的变化规律。较好地预测了成形过程中可能产生的缺陷。通过试验研究发现仿真结果和实际符合很好。数值模拟研究成果对冷挤压成形仿真以及塑性成形工艺控制和模具结构优化设计具有指导意义。     

某大型齿圈磨齿加工变形仿真研究

大型齿圈成形磨是保证齿圈加工质量的关键工艺,成形磨削时会产生磨削力及大量热,引起磨削变形。借助工程软件Hypermesh、Matlab和ANSYS,基于磨削接触区域模型、磨削力模型和磨削移动热源理论,分析了齿圈成形磨热力作用下的变形预测仿真流程。以某大型齿圈为对象,计算了磨削区域、磨削力和热流率,建立了齿圈成形磨削有限元模型,得到了齿圈成形磨削温度场以及变形场的数值仿真云图,实现了齿圈成形磨削加工温度场以及变形的预测分析,对提高齿圈成形磨削加工精度具有一定的指导意义。     

RV减速器模态特性分析

为了揭示针齿圈刚度对RV减速器固有特性的影响规律,建立了考虑针齿圈支承刚度、轴承刚度、轮齿啮合刚度和曲柄轴弯曲刚度等多种影响因素的平移-扭转耦合动力学模型。以某型号RV减速器为例,仿真分析了系统的固有频率及振型,归纳得到了两种典型振动模式,并讨论了针齿圈支承刚度和轴承刚度对减速器固有频率的影响。结果表明：随着针齿圈支承刚度的变化,RV减速器系统中存在模态跃迁和相交的现象。研究结果为该类RV减速器的参数优化设计提供了参考。     

高速动车联轴器鼓形齿动力学特性分析和研究

鼓形齿联轴器是动车驱动装置的关键部件之一。为了提高我国高速动车鼓形齿联轴器的设计和制造水平,实现国产化,研究了鼓形齿动力学特性。导出了自由振动方程及固有频率方程。建立了联轴器鼓形齿的有限元模型。对几种不同鼓形量的鼓形齿进行了结构动力学和强度分析,得到了联轴器鼓形齿的动态特性和接触应力。最后制造了样机,进行了模态试验,验证了理论分析的正确性。     

基于有限元模拟钢圈的自由模态与试验分析

采用有限元软件ANSYS-WORKBENCH对型号为20-8.5钢圈进行了自由模态分析,计算出钢圈的前十阶固有频率和相应的有限元模型,观察振型结果可看出钢圈各区域振动的强弱分布。并通过试验方法对钢圈进行自由模态的测量,最后对比试验和有限元结果表明,两者误差在允许的范围之内,因此验证了钢圈的有限元模型的正确性。     

薄壁深沟球轴承模态特性分析

以SKF 61808薄壁深沟球轴承为研究对象,建立了模态分析理论,并基于有限元建立模型分析了轴承系统在自由模态和约束模态下的固有频率及振型。结果表明:在自由模态下61808轴承1阶固有频率远小于6208轴承,容易发生共振;在约束状态下薄壁轴承固有频率明显较大,61808轴承动力学特性更优。自由模态下1阶模态振型主要表现为内外圈弯扭组合变形,约束模态下保持架和钢球变形更明显。并对61808轴承子零件进行模态分析,自由模态下保持架固有频率最小,各零件变形较小。     

大功率高速行星装置柔性化处理的研究与分析

本文通过在大功率高速行星装置的内齿圈与壳体之间增设柔性联接结构(三联齿套及固定内花键套)来改善行星传动的均载效果,通过SOLIDWORK建立了内齿圈、三联齿套、固定内花键套的三维模型,运用ANSYS Workbench软件对上述三种三维模型的不同联接方式进行模态分析,得出固有频率和振型,对比分析结果从而验证所设柔性联接结构的有效性。     

锤式破碎机主轴辊的计算机仿真与试验模态分析

采用有限元仿真和试验方法研究废钢锤式破碎机的主轴辊模态特性。由于主轴辊的模态特性对其动力学性能及后续的优化设计影响较大,文章分别在自由和工作状态两种边界条件下,使用有限元软件ANSYS Workbench分析破碎机主轴辊的模态,并通过LMS模态测试与分析系统测试主轴辊模态参数,验证主轴辊的有限元分析模型正确性,以此指导废钢破碎机主轴辊进一步的动力学分析和优化设计。     

摆动活齿减速器的有限元模态分析

针对摆动活齿减速器的结构特点，建立了摆动活齿减速器装配体的三维有限元模型。应用有限元分析软件ANSYS对该模型进行了模态分析。求出了摆动活齿减速器系统的固有特性。     

RV减速器中摆线轮动特性的仿真分析

RV减速器传动精度主要受摆线轮传动精度的影响。以RV-80E为研究对象,应用SolidWorks软件对摆线轮进行参数化实体建模,结合ANSYS有限元软件仿真了约束边界和自由边界下摆线轮的固有频率和模态,分析了摆线轮的振动特性。结果表明:摆线轮的最大变形位置为穿透孔外侧的摆线齿廓处。针对结构的薄弱环节进行优化,结构优化后的摆线轮模型在固有特性上得到了有效的改善。     

ATV车体振动特性分析及改进

采用UG软件对某ATV车体进行几何建模,利用Hypermesh软件建立其有限元模型,并进行自由模态的计算机仿真分析,利用LMS实验模态分析系统对该车架进行实验模态分析,验证了有限元模型的有效性。根据计算和实验模态结果,分析车体振动特性,发现发动机激励频率与车体频率同步时,会引起车体共振。利用改变车架结构尺寸使其避开发动机的工作频率的方法来避免共振,为改善整车振动舒适性提供了有效方法。     

柴油机曲柄连杆机构模态及活塞特性分析

以S195型柴油机为例,应用Inventor软件对曲柄、连杆及活塞进行实体建模。利用Autodesk Algor软件对曲柄、连杆进行自由模态分析,对活塞温度场、应力场进行有限元仿真分析。模态分析及活塞特性结果为柴油机性能优化提供了可靠依据。