斜齿轮齿面接触型故障的仿真与诊断方法研究

从齿轮的单自由度振动模型出发,运用差分算法对模型进行求解,得到斜齿轮的振动加速度响应,将齿面接触型故障等效为在局部点突加一个冲击载荷,对齿轮齿面接触型故障进行了仿真,利用小波降噪和共振解调技术分别对仿真的染噪振动加速度信号进行处理,成功地提取了轮齿接触故障的信息。     

船用斜齿轮三维动力接触仿真研究

船用斜齿轮传动系统的负载复杂,经常受到瞬时冲击,尤其是离合器接合时轮齿之间冲击更为剧烈,易造成轮齿折断.本文分析了船用气胎离合器接合、稳定运转过程中齿轮受到的冲击力矩变化情况,推导出了冲击力矩与时间、转速等参数间的数学表达式;借助ANSYS软件进行了有限元计算,综合比较了不同接合转速、不同接合时间的多工况下斜齿轮各部位的应力、接触压力状况.研究结果表明船用斜齿轮的冲击受转速的影响极大,但受时间的影响较小,在接合过程中齿轮所受的最大冲击力还是在许用值范围内,因此,可以适当缩短离合器结合时间以提高船舶机动性能.     

齿轮接触疲劳强度模拟试验的理论分析

本文根据“薄弱环节”理论，利用概率统计的方法，分析了在相同材质，相同寿命，相同存活率下硬齿面齿轮接触疲劳和滚子接触疲劳强度之间的关系式，通过计算得到了齿轮接触疲劳强度和滚子接触疲劳强度之间的比值。     

船用重载斜齿轮啮合过程接触有限元仿真分析

应用3-D建模软件UG和有限元分析软件ANSYS建立某大型船用减速器斜齿轮多齿啮合的三维有限元非线性接触分析模型。通过接触仿真分析轮齿的变形、综合应力、齿根弯曲应力和齿面接触应力等参数。仿真结果与赫兹理论计算结果相比,说明有限元接触法具有较高的计算精度以及处理复杂边界条件的特点,可为斜齿轮的设计提供可靠的分析手段。     

舰船用齿轮传动啮合刚度及动态性能研究

舰船用齿轮副由于具有特殊的性能要求,其结构上也与通用机械齿轮副有所不同。文章以齿轮接触线长度变化代替齿轮瞬时啮合刚度的变化,利用傅立叶级数的形式计算舰船用宽斜齿轮副的啮合刚度,并分析单自由度扭转振动系统在时变啮合刚度及齿轮副误差激励作用下系统的动态特性。     

基于ANSYS的新型直流断路器触头应力仿真与接触电阻分析

为检验新型直流断路器接触电阻是否处于合理范围,应用有限元软件ANSYS对触头应力进行仿真。总结一些实体建模和网格划分技巧,结合接触电阻的经验估算和试验数据,验证在重点考虑接触电阻影响时触头设计的合理性。     

变工况下船舶艉轴机械密封端面温度场数值分析

以变工况下的船舶艉轴机械密封环为研究对象,采用整体接触耦合法对其进行了热力耦合作用下的温度场有限元计算,重点介绍了船舶艉轴密封环稳态温度场数学计算模型和热流密度载荷的施加思路,依据接触表面的温度连续性条件对变工况时密封端面的接触状况及温度变化趋势进行了分析.结果表明:转速、海水压力以及载荷系数都是引起端面温升的重要原因,各工况下静、动环接触区温度相同,非接触区静环端面温度高于动环,且在热力耦合作用下,密封端面发生锥形变形,呈现开口间隙.     

船用剖分式橡胶艉轴承接触性能分析

应用Adina软件建立船用剖分式橡胶艉轴承的有限元接触模型,分析在螺旋桨重力作用下,橡胶轴承与螺旋桨接触时的压力、有效应力和位移的分布状况,以及水槽数目对橡胶轴承接触性能的影响。分析表明:由于水槽的存在,导致轴承接触压力和有效应力分布不连续。单个板条接触压力分布呈上凸抛物线,有效应力分布呈下凹抛物线;从轴承尾端到前端,轴承下瓦中间板条的接触压力、有效应力和接触位移,呈先增大后减少的趋势;随着水槽数目的增大,中间板条的接触压力减小,有效应力增加,但接触位移变化则不明显。     

斜齿轮齿面摩擦力对动力学的弯曲效应

文章利用能量最小原理计算斜齿轮时变接触线上的载荷分布,在考虑齿面摩擦的情况下计算轮齿接触点的变形,通过对比有无摩擦两种情况的计算结果后可知,齿面摩擦对齿轮弯曲特性的影响较为明显,节点处的变形突变较大势必将引起较大的刚度变化从而带来振动和噪音。在考虑齿面摩擦的情况下构建齿轮的动力学模型,给出了主、从动齿轮绕旋转中心的振动位移轨迹。     

自升式平台齿轮齿条升降装置三维接触有限元分析

齿轮齿条的强度是关系整个平台安全性能的一个重要因素,对其进行强度校核非常必要.借助ANSYS有限元分析程序,采用参数化方法与数值插值法相结合,建立了某自升式修井平台升降系统齿轮与齿条三维几何模型,在此基础上采用三维接触有限元法分别对正常升降、应急升降及平台预压载荷工况下的弯曲强度、接触强度进行了数值分析,得到了弯曲应力、Von Mises应力与接触应力.从而为齿轮齿条升降装置进行可靠性分析及疲劳分析奠定了基础.     

大型邮轮餐厨垃圾处理装置的研究与设计

针对豪华邮轮在每次航行中每餐都会产生大量的餐厨垃圾,设计一款餐厨垃圾处理系统。该系统研究了一种新型的斜齿圆柱齿轮磨辊粉碎方式和微波干燥脱水方式相结合而成的餐厨垃圾粉碎脱水一体机,并对脱水后的处理工艺压缩储存进行研究。应用CATIA软件对邮轮用餐厨垃圾粉碎脱水一体机和压缩装置进行三维建模并基于Workbench软件对粉碎装置的齿轮磨辊进行接触分析和自由模态分析,验证此设计的可行性。     

深海载人潜水器耐压球壳的接触有限元分析

深海载人潜水器在海洋资源勘察和深海科学研究如热液喷口研究、地球物理和地球化学等方面发挥越来越重要的作用.在载人潜水器的研制过程中,载人耐压球壳的安全性最受关注.基于对载人耐压球壳特点的分析,作者认为在出入舱口和三个观察窗部分严格来说是接触问题,应该采用接触有限元分析的方法而不是通过假定没有滑动采用传统的有限元分析.本文对接触问题的基本理论以及数值技术如搜索策略、最终的方程和算法等进行了介绍.然后采用有限元方法对一个深海载人耐压球壳的接触问题进行了分析.基于应力应变的分析结果,对摩擦系数对接触区应力分布的影响也进行了研究.分析发现在出入舱口和三个观察窗部分应力是协调的.通过对观察窗附近两种不同材料的变形协调分析也验证了观察窗设计的合理性.     

提高轴孔连接结构承载能力的设计方法

文章针对轴孔连接结构提出了一种改善轴孔接触特性来提高承载能力的方法。以工程中通用的螺栓连接结构为例,建立接触分析模型,应用Persson接触理论和优化分析方法,通过优化耳片孔接触面的曲面形状和曲面参数实现了降低轴孔接触区最大接触应力及改善其分布梯度的目的。针对优化后的耳片孔接触曲面设计结果,利用有限元素法建立了螺栓耳片连接结构模型,分析验算了接触应力。结果表明,优化分析的解析法和有限元素法的计算结果基本一致。连接结构优化设计后,接触区最大应力降低50%以上,应力分布梯度明显改善,提高了其承载能力。     

甲板初始变形对搁置脚载荷非线性接触的影响

运输装置底部的搁置脚与船舶甲板之间有着复杂的非线性接触关系,为了研究甲板初始变形对接触的影响,以某运输装置的搁置脚为例,在Abaqus软件中建立甲板和搁置脚的非线性接触模型,并对其进行有限元数值计算,分析甲板板上Mises应力与接触压力的分布特征,同时进一步考虑不同形式的甲板初始变形工况。结果表明,不同初始变形的施加使甲板板应力与接触压力分布更为复杂,最大应力增大明显,这种影响主要是由甲板板的局部拱起导致的。板的初始变形影响最大,加强筋的梁柱型初始变形影响次之,加强筋的侧倾初始变形影响很小。因此,初始变形对搁置脚甲板接触的影响不能忽略。     

考虑热变形的斜齿轮三维修形研究

建立斜齿轮齿面温度场有限元模型,分析齿面温度分布及热变形量。对实际的修形齿面进行承载接触分析,并利用遗传算法优化修形参数,然后考虑有限元计算的热变形量,确定新的修形方案。最后,通过齿轮性能试验验证修形效果良好。结果表明,修形方案很大程度上降低齿轮传动过程中产生的振动和噪音,修形后齿轮传动误差幅值降低了47.08%,而啮合线方向加速度幅值降低了70.35%。基于齿轮热弹变形的修形方法对提高齿轮系统的稳定性具有重要意义。     

行星齿轮传动齿根动应力计算

针对功率分流行星齿轮传动齿轮重合度大,齿根应力计算工作量大的问题,对齿根动应力的计算问题进行了详细的研究。并以功率分流差动级太阳轮为例,对模型的建立方法、网格的划分方法、载荷的施加方法进行了详细的分析。利用Ansys中的APDL语言形成载荷文件,来控制在1个啮合周期内若干对接触线位置上载荷的施加。本文的计算方法可以精确、快速地得到1个齿在啮合过程中齿根的动应力。     

月池对船舶水动力导数影响研究

为了对带月池船舶的操纵水动力进行预报,运用CFD技术和重叠网格技术,以深拖母船为研究对象,数值模拟船舶的斜航运动、纯横荡运动和纯首摇运动。将测得的力和力矩进行处理,分别计算出了月池打开和封闭时的水动力导数。通过对比数值计算结果与势流理论计算结果,验证了该方法的合理性和有效性。通过比较月池封闭和打开时的水动力导数,发现大部分水动力导数都因为月池的存在而有所增加,这为预报带月池船舶的操纵性提供参考。     

动网格方法在螺旋桨非定常轴承力数值计算中的应用

为了探究螺旋桨轴承力的非定常变化特性,研究了动网格(DM)方法在螺旋桨非定常轴承力(UBF)数值计算中的适用性问题。首先,通过3套不同质量网格的数值计算比较,进行网格无关性检验,选出合适的计算网格。进一步采用所选网格DM数值模拟,并将结果与滑移网格(SM)方法、势流(PM)方法及试验方法得到的结果进行对比。分析结果显示了DM方法得到的螺旋桨UBF结果与SM方法以及试验的结果吻合较好,且优于PM方法。同时,DM方法与SM方法得到的流场分布也几乎一致。研究表明:DM方法应用于螺旋桨UBF数值计算是可行的。     

基于Hertz弹性接触的船舶推进轴系非线性校中计算

针对大型商船推进轴系中尾管后轴承,且尾轴在螺旋桨重量作用下存在弯曲变形,导致尾管后轴承后端存在边缘载荷的特点,研究了轴系校中计算中尾管后轴承Hertz接触模型的非线性建模方法。以第二代四十万吨矿砂船轴系为对象,采用平面梁单元,建立轴系校中有限元模型;同时将尾管后轴承分成多个轴承分段,使用Hertz接触模型模拟各个轴承段与轴的接触形态,并用迭代法求解了具有非线性边界条件的梁单元有限元模型。对根据尾管后轴承单支点模型的计算结果确定的几组尾管后轴承SLOPE值进行了计算对比。研究发现,基于Hertz弹性接触的尾管后轴承多点支承的非线性模型,可以得到尾管后轴承的最大接触压力、各个轴承段的支反力等分布情况,可以更好地优化尾管后轴承的SLOPE设置,要优于传统的单支点固定约束模型。     

导管式推进器非定常性能数值计算方法研究

基于滑移网格方法,采用SST k-ω湍流模型研究不同网格划分方式对带前置定子导管式推进器非定常性能的研究。首先基于相对参考坐标系法及滑移网格方法分别对推进器在定常与非定常下的性能进行数值预报,并与试验结果相比验证计算方法的可靠性。基于该方法研究整体网格划分方式与周期性网格对推力系数、扭矩系数与推进器各个方向上的非定常脉动力的影响。研究结果为进一步研究推进器非定常性能提供了参考。