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[期刊论文] 廖平 魏静 张爱强 张卫青
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CSTPCD 北大核心
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摘要:弧齿锥齿轮时变啮合刚度传统计算方法大多采用有限元静态分析方法,但需计算多次,且采用节点弹性变形平均值计算的单齿啮合刚度存在较大误差.为此,改进了弧齿锥齿轮时变啮合刚度计算方法,在传统计算方法上引入单个节点啮合刚度,将工作齿面各个节点啮合刚度叠加,得到单齿啮合刚度,计算精度更高;基于有限元显式动态分析计算弧齿锥齿轮时变啮合刚度和传动误差,计算1次而不需要进行多次有限元分析,减少了整个计算时间周期.研究了不同负载转矩下时变啮合刚度和传动误差变化规律,分析了接触椭圆长轴长度、接触轨迹方向两个接触参数对时变啮合刚度和传动误差的影响.研究结果表明,时变啮合刚度和传动误差随负载转矩增大而增大,但时变啮合刚度峰-峰值和传动误差峰-峰值(PPTE)随负载转矩增大而变小;随着接触椭圆长轴长度增大,时变啮合刚度和传动误差呈增大趋势;随着接触轨迹方向增大,时变啮合刚度存在突增现象,而传动误差变化很小....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:以含裂纹故障的斜齿轮传动系统为研究对象,结合轮齿接触、弯曲、剪切、轴向压缩及基体弹性变形,提出了含裂纹故障斜齿轮副时变啮合刚度修正算法,并通过有限元法验证了算法的正确性,而后分析了不同长度、深度、角度等裂纹参数对斜齿轮啮合刚度的影响规律.在此基础上,综合考虑齿轮时变啮合刚度、静态传动误差、轴承支撑刚度及齿轮转子陀螺力等因素,基于轴系单元法建立了单级裂纹故障斜齿轮传动系统耦合动力学模型,采用Newmark-β法对系统动态特性进行分析,研究了裂纹参数对系统振动响应的影响.结果 表明,随着裂纹深度及长度的增加,齿轮副啮合刚度有较大幅度的减小,系统时域响应中存在周期性冲击现象,频域响应中出现了以啮合频率为中心的调制边频带,研究结果可为含裂纹齿轮传动故障诊断提供理论依据....
[期刊论文] 谭茂林 赵玲玲 魏静
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CSTPCD 北大核心
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摘要:对加油开关齿轮减速机构进行设计与分析,综合考虑设计工况及设计要求,对其进行建模以及静力学分析和加速冲击动载荷仿真分析.结果 表明,设计的加油开关齿轮减速机构满足设计要求和设计工况,其最大应变、最大变形和最大瞬时冲击应力均小于许用值.加工的实物验证了有限元模型的准确性,经过试验能够实现各项功能且并无干涉,完全符合设计要求....
摘要:斜齿轮的啮合刚度与轮齿误差的求解是三维空间问题,其修形后的啮合刚度计算方法不同于直齿轮,而传统解析方法在计算斜齿轮啮合刚度时没有考虑斜齿轮啮合线和啮合位置的三维空间位置,无法准确得到修形后的斜齿轮系统啮合刚度激励与误差激励.建立综合考虑齿廓修形和齿向修形的刚度与误差非线性耦合激励模型,研究不同齿廓修形参数与齿向修形参数对斜齿轮啮合刚度以及系统动力学特性的影响规律;以系统振动加速度幅值最小为优化目标,确定斜齿轮系统的最佳修形值,利用数值方法得到斜齿轮系统的振动加速度幅频响应曲线,研究结果发现:选取的最佳修形参数可有效降低斜齿轮齿数交替区啮合刚度的波动,大幅度降低共振点附近的振动加速度幅值;最后通过建立的齿轮传动系统实验平台进行系统动力学特性实验研究,验证了理论模型及分析结果的正确性....
摘要:针对多功率分流的行星齿轮传动中,齿轮强度和寿命差异较大的问题,提出了以体积和各级齿轮强度安全系数差最小为目标的行星齿轮等强度优化设计方法,优化模型从动力学角度出发计算了系统的均载系数和动载系数,考虑各齿轮应力循环次数差异对许用应力的影响,并基于美国齿轮制造者协会标准计算了各级齿轮强度的安全系数.以五路功率分流人字齿星型轮为例计算了齿轮参数,算例表明:以传动系统体积最小和齿轮安全系数相差最小为目标的优化设计方法得到的齿轮参数可以使各级齿轮的强度接近或一致,并能够有效减小传动机构的体积,所得到的设计参数更加合理,能够提高系统的可靠性以及节约制造成本....
摘要:为研究人字齿星型轮系各路功率分流载荷分配机理,提高齿轮箱承载能力,采用节点有限元法建立柔性销轴式齿轮涡扇发动机人字齿星型轮系动力学模型.研究当量啮合误差下星型轮系动态均载性能,分析误差激励、销轴结构、工况参数对系统均载特性的影响.结果表明:齿轮偏心误差使中心齿轮振动轨迹偏离原点,是造成不均载的主要原因;系统均载系数随误差增加呈线性增加,且制造误差的影响大于安装误差;柔性销可以明显改善系统均载性能,在4种星轮柔性销轴中Montestruc改进的柔性销均载性能最佳;系统的均载系数随输入转速增加呈增大趋势,共振会导致系统的均载性能急剧下降;均载性能随系统承载功率增大而变好,且功率变小,柔性销对系统的均载性能改善的优势更加明显....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:为提高湿式离合器的可靠性,建立以6个出油管孔径为设计变量的参数化有限元模型,基于计算流体力学理论,进行热流耦合动态仿真分析,根据湿式离合器热流场分布特性,设计优化策略.剖析中心组合设计方法的采样原理,推导析因系数 、样本点数 、因子水平及各水平对应试验次数的计算公式,并应用于湿式离合器的响应面试验设计中,采用单因素仿真试验分析方法确定离合器片轴向最小位移为目标变量,进一步编排试验点安排表.基于最小二乘法拟合得到响应面模型,采用不同工具进行优化分析,获得了湿式离合器的3套优化方案.结果表明:在最佳优化方案中,离合器片轴向最小位移增大了38.472%,其预测值与实际仿真值误差为7.291%,最薄油层厚度增大了18.828%....
摘要:多源驱动/传动系统广泛应用于新能源、航空航天、海洋工程等领域重大装备中,其齿轮传动装置通常由多个电动机共同驱动.针对多源驱动/传动系统在工作过程中存在的多驱动源速度与转矩不同步问题,结合其复杂耦合非线性的结构特点,提出一种以轴系单元法为基础,包含驱动电动机、齿轮传动装置和负载特性的多源驱动/传动系统机电耦合动力学模型.研究了不同载荷变化率以及电动机故障条件下对系统同步特性(速度同步、转矩同步)的影响规律.研究结果表明,载荷变化率对多源驱动/传动系统速度同步特性影响较小;但在载荷突变瞬间对系统转矩同步特性影响较大.电动机发生故障时,非故障电动机间的速度和转矩同步特性基本保持不变.该研究结果将为多源驱动/传动系统同步控制策略的制定提供理论基础....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:斜齿轮的轮齿误差是一个三维空间问题,其齿廓修形后啮合刚度的解析计算方法不同于直齿轮.改进了斜齿轮三维空间啮合线长度及位置计算方法,实现了斜齿轮啮合线长度及啮合位置的快速计算;根据力、变形分解原理和刚度/误差耦合关系,提出了一种考虑轴向变形以及齿廓修缘的斜齿轮啮合刚度解析计算模型;以一组斜齿轮副为例,研究了斜齿轮啮合刚度与啮合线长度在一个啮合周期内的变化规律,分析了不同齿廓修形参数对斜齿轮啮合刚度的影响规律.研究结果表明:利用该模型不仅可以准确快速地计算斜齿轮副啮合刚度,而且还可以确定最佳齿廓修形量,为斜齿轮的齿廓修形提供理论指导....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:针对齿轮涡扇发动机(Geared Turbofan Engine,GTF)的动力学设计要求,考虑叶片丢失后引起的突加不平衡激励、齿轮时变啮合刚度和啮合误差对系统振动特性的影响,采用考虑剪切变形Euler-Bernoulli梁单元建立风扇-齿轮-轴-轴承机匣耦合关系的系统动力学模型.在单个叶片完全丢失的风车状态下,对比含有齿轮系统的齿轮涡扇发动机风扇轴的振动特性和不含齿轮系统的发动机风扇轴的振动特性区别.研究在不同转速下齿轮系统对齿轮涡扇发动机风扇轴振动的影响.研究结果表明:含有齿轮系统的齿轮涡扇发动机风扇轴的轴心轨迹呈现多频涡动,且轨迹都在一个稳定的极限环内;在风车状态下,啮合频率与模态频率有多个交点,系统的临界转速分布更为密集.研究结果为齿轮涡扇发动机的参数设计和后续改进提供参考....
摘要:针对现有剩余强度模型不适用于体积大、寿命长、造价高的齿轮传动的寿命预测问题,本文应用非线性疲劳损伤累积理论建立剩余强度预测模型,该模型的参数由S-N曲线确定,以避免进行大量破坏性实验.结合损伤等效理论推导二级加载剩余强度预测公式,并将模型预测结果与材料实验结果进行比较,以验证模型的合理性.考虑齿轮传动强度及所受载荷随机性的特点,以应力-强度干涉理论为基础,建立齿轮传动动态可靠度功能函数;并利用摄动法及Rackwitz-Fiessler法(JC验算点法)得到齿轮传动服役过程中可靠度指标及可靠度动态变化曲线.研究表明:齿轮服役前期,应关注齿面接触疲劳强度可靠度;齿轮服役中后期,应关注齿面接触疲劳强度可靠度及齿根弯曲疲劳强度可靠度....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:渐开线斜齿轮进行适当修形后,可以有效地改善其啮合性能,降低噪音和延长齿轮的使用寿命。利用建立未修缘以及含不同齿廓修缘量的斜齿轮有限元模型,通过轮齿承载接触分析得到不同修缘量斜齿轮的静态传递误差和啮合刚度;在考虑齿顶修缘影响的基础上,建立了具有12个自由度的平行轴系斜齿轮转子系统动力学模型,将得到的时变啮合刚度应用于系统动力学模型中,研究不同修缘量对斜齿轮传动振动响应的影响规律。研究结果表明:在一定范围内,随着修缘量的增加,斜齿轮系统的径向振动和啮合力幅值明显降低,但当修缘量达到21μm 后其幅值有增大趋势。研究结果对确定斜齿轮的最优修形量和分析修形斜齿轮的振动特性具有重要意义。...
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:针对传统集中质量法精度不高和大规模有限元模型计算量大、后处理困难的问题,在轴系单元法基础上提出一种针对行星轮系耦合振动分析建模方法.根据行星轮系结构特点,将行星轮系中各种构件分为简单轴系单元、行星架轴系单元及齿圈轴系单元等轴系模型,建立不同类型的行星轮系耦合动力学模型.研究结果表明,考虑结构柔性后,在低速阶段动态啮合力偏差与集中质量法求解结果基本相同,但随着转速增加,动态啮合力偏差与系统各阶共振频率均略有降低;而同一转速下,动态啮合力偏差随着齿圈厚度增大逐渐增加,但其变化量呈逐渐减小趋势.在所有结构中,轴的柔性化对振动影响最大,而行星架柔性对振动影响最小;各级齿轮副啮频相互耦合共同成为系统激励频率,而高速级啮频为最主要激励频率;振动能量不仅沿功率流方向传递,同样也会逆功率流方向传递....
摘要:养老地产作为一种新型的复合地产,将成为未来房地产行业的热点领域,但融资渠道单一、成本高等问题制约我国养老地产的发展.以共有产权新型融资模式为着眼点,探讨养老地产共有产权实施的必要性以及可行性,合理构建养老地产共有产权应用模式,以缓解养老地产融资困境,促进养老地产健康发展....
[期刊论文] 孙丽娟 魏静
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北大核心 CSTPCD CSSCI CASS
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摘要:文章旨在为流动儿童群体的心理健康教育工作提供新的技术支持,梳理了流动儿童心理健康、学校心理健康教育以及音乐治疗在学校心理健康教育中应用的现状,并着重讨论了音乐治疗在流动儿童心理健康教育中的优势及作用,通过实践案例论证了音乐治疗在该领域中的积极作用....
[期刊论文] 魏静 孙旭建 孙伟 张光辉
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北大核心 CSTPCD CSCD AJ CA CBST SA
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摘要:利用曲面共轭原理建立双螺杆捏合机转子型线设计与螺杆转子共轭曲面啮合方程的数学模型,提出一种可对高黏度物料进行输送、混合及塑化作用的新型双螺杆捏合机螺杆转子型线,给出转子螺旋副组成齿型线参数方程,进行转子结构设计.建立双螺杆捏合机流场数值仿真模型,依据计算流体动力学理论,对非牛顿流体流动进行三维、等温稳态有限元数值分析,研究其在不同转速及中心距条件下流场压力场分布、速度场分布、最大切应力、物料流动速率等特性;依据流固耦合理论,求解捏合机内部流体和双螺杆转子结构耦合方程,研究不同工况下流体压力和扭矩对螺杆转子应力和变形影响的变化规律.研究结果为双螺杆捏合机转子型线、结构参数的设计以及工艺参数的合理设定提供理论依据....
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北大核心 CSTPCD CSCD EI CBST
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摘要:综合考虑齿轮时变啮合刚度、齿面间隙、轴承游隙等多种非线性因素影响,并考虑高速机车齿轮传动系统三维空间五个方向的振动响应,建立高速机车齿轮传动系统弯-扭-轴-摆耦合多自由度动力学分析模型.对动力学方程进行无量纲化后,采用4阶变步长Runge-Kutta法对高速机车齿轮传动系统动力学模型进行求解得到高速机车齿轮传动系统时间历程曲线和幅频响应曲线.定量给出齿轮内部激励、齿面间隙、轴承游隙等参数等对高速机车齿轮传动系统的影响,为齿轮的动态优化设计和齿面侧隙、轴承游隙等参数的合理选择提供理论基础....
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北大核心 CSTPCD CSCD EI CBST
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摘要: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....
[期刊论文] 魏静 李震 孙伟 郭爱贵
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北大核心 CSTPCD CSCD CA CBST SA
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摘要:为获得高速动车齿轮箱最优结构设计方案,针对目前国产高速动车牵引齿轮箱箱体特点及存在的问题,基于SIMP(solid isotropic material with penalization)材料插值模型及应变能理论,利用软件HyperMesh中的拓扑优化与形状优化模块对动车齿轮箱箱体结构进行拓扑优化和局部形状优化.优化结果表明:优化后的动车齿轮箱结构的最大变形和最大应力有大幅度降低,能有效提高齿轮箱箱体的刚度和强度.文中结果可为设计性能优异的国产化高速动车齿轮箱提供数据支持....
[期刊论文] 张光辉 李凤吉 魏静
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北大核心 CSTPCD CSCD CBST
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摘要:利用空间啮合原理,建立分阶式双渐开线齿轮型线齿廓理论与数学模型,推导双渐开线齿轮端面齿廓方程和接触线方程,对相互啮合的两个双渐开线齿轮端面啮合过程及接触线变化进行模拟分析,基于ANSYS有限元分析软件,利用其中的参数化设计语言APDL,精确建立双渐开线齿轮的单齿啮合和双齿啮合有限元模型,并对其进行接触有限元分析.分析结果表明,节点附近啮合时,双渐开线齿轮接触线发生间断,并且单齿啮合远大于双齿啮合的齿面最大接触应力....
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