轮式装甲车辆电驱动轮机电耦合动力学建模与振动特性

为获取轮式装甲车辆电驱动轮机电动力学特性,提出考虑轮毂电机和行星齿轮机构耦合影响的动力学建模与分析方法。基于轮毂电机空间电磁力模型,计算得到电机径向力、切向力和转矩脉动,作为电驱动轮机械系统动态激励;建立考虑柔性壳体的行星齿轮机构动力学模型,实现了轮毂电机及行星齿轮机构机电耦合动力学仿真。结果表明：轮式装甲车辆电驱动轮低阶模态主要是全局模态,高阶模态主要是行星传动系统的局部模态;对于系统振动响应,在低转速区电磁激励的高阶次占主因,而在高转速区低阶次激励占主因。     

多工况条件下单级行星传动非线性振动特性研究

建立了多间隙、多时变参数的单级行星传动非线性动力学模型,模型中考虑了齿轮副间隙、时变啮合刚度及其相位差、综合啮合误差以及各行星轮位置相角时变性。根据输入转速、转矩不同,把系统运行条件分成4种典型工况,利用频谱图、动载系数、均载系数分别对系统振动的差异性进行分析。研究表明,不同工作条件下,系统非线性特性表现出不同的变化特点。轻载条件下,转速升高导致的非线性特性变化使系统振动水平的提高远超过了重载时;高速运行时,载荷增大导致的这种变化则使系统振动产生了比低速时更显著的改善。结果表明：非线性特性变化在频谱图上具有明显的分段相似特点,而系统各振动性能参数也体现出与频率特性一致的分段相似性质,为复杂工作条件下的行星传动设计提供了参考。     

机械传动系扭振通用模型的研究

该文在分析已有扭振模型的基础上，提出了一种研究动力传动系统扭振的新方法──通 用模型法，它统一了定轴传动与行星传动轮系的模型。文中将任何一种齿轮传动系统定义为一个 多自由度多分支的振动系统，该系统由简单行星排、复合行星排、齿轮啮合对、弹性轴等子系统组 成，并指出任何一个具体的传动系统是由该系统中几个子系统及其耦合所组成，可根据传动系统 的具体结构和参数，调用通用模型程序，利用计算机实现方程自动组装与求解。     

不同工况下机电复合传动装置行星齿轮系统瞬态温度场

机电复合传动装置时常处于高速、重载、高油温等恶劣环境中,导致装置内行星齿轮系统的瞬态啮合温度急剧上升。利用有限元法对不同转速、不同载荷以及变转速恒功率条件下的行星齿轮系统模型瞬态温度场进行计算。分析不同条件下太阳轮及行星轮的瞬态温度曲线及齿面发热情况,绘制不同工况下齿顶面及齿根面瞬态温度场三维曲线,详细讨论齿面瞬态温度相对增长关系以及增长量,得到不同转速、不同扭矩以及输出功率对于太阳轮及行星轮的瞬态温度场影响规律。结果表明：在不同转速条件下,太阳轮与行星轮齿根面温度与齿顶面最高温度随着转速的增加而逐渐升高,当太阳轮转速大于5 000 r/min后最高温度的升高率则逐渐降低;在恒功率条件下,随着转速增大,太阳轮与行星轮齿顶面和齿根面最高温度降低的绝对值基本等于上一个转速点的2倍。试 验验证了该方法的正确性。     

某型舰炮随动系统的机电耦合建模及仿真

复杂机电系统中的机电耦合会影响系统的动态特性和响应特性。针对舰炮随动系统,分析了其传动系统的机电耦合因素以及复杂机电系统耦合模型的建模方法。以某型舰炮俯仰随动系统为研究对象,通过分析机电系统各组成部分的传递函数,得到了该系统的动态结构图,建立了该系统的机电耦合模型,应用M atlab/S imu link软件仿真分析了传动系统的摩擦系数和负载的传动惯量对舰炮随动系统动态特性和稳定性的影响。     

基于试验测试的履带车辆行星变速机构振动特性分析

为揭示行星变速机构内部激励与振动特性的映射关系,通过设计行星变速机构振动测试方案,建立了行星变速机构振动加速度测试系统,并进行了典型挡位2 500 r/min行星变速机构振动特性的测试与分析。结果表明：行星变速机构振动的均方根（RMS）值与测点的位置相关联,测点位置在行星齿轮啮合位置,其振动幅值较大;随着转矩增大,其振动RMS值也增大。行星变速机构的频谱分析结果表明,其振动能量主要集中于行星齿轮啮合的啮合频率及倍频,且轴向的频谱和径向上的频谱比较相似。通过行星变速机构振动RMS的测定和频谱值的分析,得到了各位置啮合振动的最大幅值。本研究对行星变速机构的优化设计具有一定的参考价值。     

齿轮传动系统固有特性和动态响应分析

在综合考虑刚度激励、误差激励耦合作用的基础上,首先利用Romax软件建立齿轮传动系统动力学模型,然后采用Romax软件的动态分析模块对齿轮系统进行了固有特性和动态响应分析,得出了齿轮系统的固有模态振型和在耦合激励作用下的动态响应结果,结果表明:齿轮系统在某一频率下出现了共振现象.     

两段式机电复合传动系统换段过程建模与仿真

针对一种两段式机电复合传动系统在换段过程中呈现的混杂特性,采用切换系统建模方法对换段过程进行了研究.考虑前传动联轴器的柔性特性,建立了等效刚度-阻尼模型;分析了功率分流机构中构件的作用关系,建立了两段式机电复合传动系统换段过程的切换型动力学模型;制定了基于规则的升降段策略,并设计了基于事件的切换律.基于MATLAB/Simulink,搭建了系统的仿真模型,进行仿真分析.结果表明,切换系统动力学模型是切实有效的,在此基础上设计的切换律是合理的;换段过程驱动转矩变化平稳.     

四旋翼飞行器齿轮箱-支臂组件动态特性分析

为提高重载油动四旋翼飞行器的稳定性,研究齿轮箱-支臂组件动态特性并进行结构优化。利用Lanczos特征值求解器,进行齿轮箱-支臂组件模态分析,并通过试验采集组件中心位置的振动加速度值,优化芯轴长径比。采用Runge-Kutta法编程求解组件的动力学方程,揭示组件振动的规律和影响因素。研究结果表明：传动芯轴长径比超过20会产生较大弯曲振动,优化传动芯轴长径比（＜14）可有效改变其固有频率,避开激励频率及倍频;振动加速度随转速增大先增大、后减小,当激励频率与系统固有频率相等时达到最大;通过优化斜支撑的角度提高组件刚度可实现减振。     

并联式混合动力汽车无级变速传动方案的研究

本文通过对金属带行星齿轮无级变速传动机理的研究 ,明确传动系统同步转换点处冲击振动产生的原因 ,提出新的无级变速传动方式 ,为开发新型超低排放的并联式混合动力汽车的传动系统提供设计依据     

基于集中-分布参数模型的车辆机电传动系统动力学响应及影响规律

机电传动系统在新能源车辆、高速列车等领域广泛应用,随着系统向高速、重载和轻量化方向的发展,其动力学特性愈发复杂。基于集中-分布参数模型,分析渐开线直齿轮啮合激励和轴的振动激励共同作用情况下的动力学响应及影响规律。基于有限单元法和集中参数法,结合轴模型和齿轮啮合模型建立集中-分布参数动力学模型,采用广义-a数值方法进行求解,分析轴振动和齿轮偏心量对系统动力学响应的影响。研究发现：集中-分布参数模型能够预测出轴在齿轮安装位置和轴与轴承一侧连接位置两点处承受较大的von Mises交变应力;轴的变形可诱发系统产生由轴沿Y轴、Z轴方向的弯曲振动频率及其与啮频的组合频率等新频率;仿真得到轴沿Y轴和Z轴方向的弯曲振动频率分别为1 125 Hz和874 Hz,两个频率的大小与幅值仅由轴的固有特性决定;随着齿轮偏心量增大,时变齿侧间隙、动态啮合力、轴上随时间周期性变化的von Mises交变应力和齿轮中心涡动轨迹均明显增大,且最大动态啮合力与齿轮偏心量呈线性递增关系,递增比率为1.77×10⁹. 该研究成果可为提升机电传动系统的动力学性能提供重要的理论参考依据。     

多源动态激励下变速箱箱体结构的动态响应分析

建立了变速箱箱体结构的动态有限元分析模型,对变速箱齿轮传动系统内外部动态激励进行建立了变速箱箱体结构的动态有限元分析模型,对变速箱齿轮传动系统内外部动态激励进行分析和数值模拟,内部激励主要考虑齿轮时变啮合刚度、阻尼和误差,外部激励主要考虑发动机转矩波动、轴承时变刚度和阻尼;并对齿轮传动系统进行刚柔耦合多体动力学仿真分析,得到箱体各轴承座处的动态力,在此基础上利用模态叠加法对箱体结构进行了动态响应求解,并结合箱体的约束模态分析结果,在时域和频域上对箱体的动态响应特性进行了分析,结果表明：箱体结构设计比较保守,变速箱在使用中各响应幅值不大,不会引起共振能满足使用要求。     

液力变矩器流体-固体耦合压力脉动分析

在冲焊型高功率密度液力变矩器的设计过程中,需要考虑在油液非定常流动下叶片所受压力载荷脉动,以及在载荷脉动激励下结构的振动响应。采用基于动网格的流体-固体耦合方法,沿叶片入口至出口方向设定监测点,分析对应位置压力载荷脉动与叶轮振动时域特性,对载荷脉动进行频率转换并对叶轮模态进行频域分析。分析表明:涡轮叶片所受压力载荷脉动幅值最大处位于叶片入口与外环连接处;压力载荷脉动与叶片振动的幅值沿叶片入口到出口逐渐减弱,且随着速比升高载荷脉动幅值与叶片振动响应明显减弱;涡轮脉动峰值频率在叶轮第2阶与第3阶模态之间,随速比升高,压力载荷脉动频域幅值明显减弱。     

盘式制动器噪声、振动与声振粗糙度特性的复模态评价

建立了盘式制动器非线性有限元模型,分析了复模态,从振型、频率、负阻尼比、模态耦合、模态应变能等多维度评价其噪声、振动与声振粗糙度特性。结果表明：不同参数从不同角度都能反映模型模态的不稳定性;模型在1~15 kHz范围所有频段存在不稳定模态,且在1~3 kHz和12~13 kHz频段复特征值实部大,负阻尼比高,模态稳定性差;不稳定模态容易与相邻模态发生耦合,发生制动噪声概率大。     

装甲车辆传动箱齿轮健康监测与诊断方法

装甲车辆传动装置是装甲车辆关键组成部分之一,对车辆机动性能的发挥具有重要作用。机械传动是装甲车辆传动装置构成的基本样式,其中以齿轮传动为主。针对装甲车辆服役条件下的关键零部件健康监测与故障诊断难题,以传动箱齿轮为研究对象,探索利用加速度传感器在线长期监测振动信号以进行装甲车辆旋转件（齿轮、轴、轴承等）状态评估和诊断的可行性。采用有限元分析对正常、点蚀、裂纹和断齿4种状态下的齿轮进行了模态分析,在齿轮箱模拟试验平台上进行了振动信号的采集与处理,对比分析了正常与断齿条件下的振动信号频谱。结果表明：齿轮损伤会引起其固有频率下降,随损伤加剧,固有频率降幅增大。因此,齿轮固有频率随其状态变化而变化,可作为损伤指标;振动信号频谱分析,特别是边频带结构特征,有助于实现齿轮故障诊断。     

防空导弹起落架结构振动特性仿真分析

为了研究导弹发射时起落架结构的振动特性问题,利用三维建模软件和有限元分析技术建立了防空导弹发射装置的刚柔耦合动力学模型,深入研究了起落架结构的振动响应和变形情况。通过模态分析和谐响应分析,获得了在燃气流冲击作用下起落架结构的振动频率、模态振型以及结构应力的频率响应曲线。经验证,仿真与试验数据相一致。研究结果表明:模型较好地反映了起落架结构的振动特性,为进一步研究发射装置振动,避免共振等不良现象的发生提供理论参考。     

双曲柄四环板式针摆行星减速器减振降噪研究

双曲柄四环板式针摆行星减速器是一种新型环式摆线针轮减速器,在实验中发现,减速器在运转时产生较大的振动和噪声,在一定程度上影响了其推广和应用.以三齿轮联动双曲柄四环板式针摆行星减速器为研究对象,运用Artemis集成化多通道声与振动分析系统对其进行不同工况下的振动与噪声测试,进而分析了减速器主要部件的振动噪声特性,识别出...