本文關(guān)鍵詞：基于顯式動力學(xué)的齒輪疲勞壽命預(yù)測與故障分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：齒輪作為當(dāng)今機械行業(yè)運用最為廣泛的傳動零件,運行過程中出現(xiàn)故障導(dǎo)致的失效,一直是威脅設(shè)備的安全性及可靠性的主要隱患,因此關(guān)于齒輪系統(tǒng)的故障機理的相關(guān)研究就變得尤為重要,但是在實際情況下齒輪系統(tǒng)在運行過程中復(fù)合了內(nèi)部激勵與外部激勵等復(fù)雜條件,給接下來的機理研究帶來了極大困難。所以,對齒輪系統(tǒng)進行合理有效的仿真分析具有重要的理論研究價值及實際工程價值。論文在顯式動力學(xué)基礎(chǔ)上,以閉式齒輪箱為研究對象,介紹了對齒輪系統(tǒng)進行顯式分析的主要步驟,提出了運用動力松弛法對齒輪顯式分析過程進行優(yōu)化的方法。結(jié)合顯式分析方法提出了閉式齒輪箱的疲勞壽命預(yù)測方法模型。利用該模型分析不同重合度、模數(shù)、供油情況對疲勞壽命的影響。利用顯式分析研究了故障齒輪的時變嚙合剛度特性,并對對應(yīng)故障特征下的動力學(xué)響應(yīng)進行觀察分析。主要工作內(nèi)容如下：1.針對輕載齒輪顯式動態(tài)分析仿真中齒輪系統(tǒng)起步階段經(jīng)常出現(xiàn)的系統(tǒng)高頻振蕩問題,提出運用動力松弛理論消除齒輪系統(tǒng)仿真過程中因初始加載產(chǎn)生的系統(tǒng)振蕩。2.利用局部應(yīng)力應(yīng)變法對齒根彎曲疲勞壽命進行估算。介紹了局部應(yīng)力應(yīng)變法的求解步驟,將顯式分析結(jié)果代入疲勞分析平臺nCode,由雨流計數(shù)法確定載荷塊的設(shè)定,最終得到齒根彎曲疲勞壽命估值。3.建立等溫潤滑條件下考慮沖擊載荷、供油條件因素的漸開線直齒輪接觸疲勞壽命模型,模型由潤滑接觸分析數(shù)學(xué)模型和有限元顯式分析模型組成。4.利用前文的方法分析了重合度、模數(shù)、供油情況的變化對輪齒疲勞壽命的影響,由于運用了顯式動態(tài)分析,相比傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型能夠更好地反映出系統(tǒng)動態(tài)特性對疲勞壽命的影響。5.最后提出利用顯式動態(tài)仿真分析繪制輪齒的時變嚙合剛度曲線,建立6自由度齒輪系統(tǒng)動力學(xué)模型,分別分析了齒根裂紋以及齒面剝落對剛度特性以及動力學(xué)特征并以齒根裂紋為研究對象通過實驗對動力學(xué)響應(yīng)結(jié)果進行分析。
【關(guān)鍵詞】：閉式齒輪箱 顯式分析 疲勞壽命 時變嚙合剛度 動力學(xué)響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH132.41
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-17
• 1.1 課題的研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 齒輪的疲勞壽命分析研究概況12-13
• 1.2.2 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)對齒輪故障行為研究的概況13-15
• 1.2.3 顯示動力學(xué)在齒輪仿真中的應(yīng)用概況15-16
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容16-17
• 第二章 齒輪分析中顯式動力學(xué)的改進及應(yīng)用17-33
• 2.1 ANSYS/LS-DYNA在齒輪仿真分析中的應(yīng)用18-20
• 2.2 齒輪的參數(shù)化建模20-22
• 2.3 動力松弛法的應(yīng)用22-24
• 2.4 動力松弛法在齒輪動態(tài)仿真中的關(guān)鍵技術(shù)24-25
• 2.5 動力松弛的實現(xiàn)25-28
• 2.6 分析結(jié)果的正確性及收斂性分析28-31
• 2.6.1 結(jié)果的正確性分析28-29
• 2.6.2 結(jié)果的收斂性分析29-31
• 2.7 本章小結(jié)31-33
• 第三章 閉式齒輪箱的疲勞壽命分析模型及其改進33-59
• 3.1 彎曲疲勞壽命分析33-49
• 3.1.1 彎曲疲勞壽命估算方法33-37
• 3.1.2 齒輪載荷譜及其統(tǒng)計處理37-41
• 3.1.3 齒輪彎曲疲勞壽命的估算41-49
• 3.2 接觸疲勞壽命分析49-58
• 3.2.1 接觸疲勞壽命估算方法50-51
• 3.2.2 齒輪副接觸疲勞壽命分析及改進51-58
• 3.3 本章小結(jié)58-59
• 第四章 改進后模型的疲勞壽命影響因素分析59-69
• 4.1 重合度的影響59-62
• 4.2 模數(shù)的影響62-65
• 4.3 供油情況的影響65-68
• 4.4 本章小結(jié)68-69
• 第五章 疲勞失效下的動力學(xué)特征69-91
• 5.1 時變嚙合剛度的提取69-80
• 5.1.1 能量法繪制時變嚙合剛度曲線71-75
• 5.1.2 石川法繪制時變嚙合剛度曲線75-77
• 5.1.3 顯式分析繪制時變嚙合剛度曲線77-78
• 5.1.4 時變嚙合剛度曲線78-80
• 5.2 齒輪系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立及求解80-86
• 5.3 齒根裂紋故障診斷試驗86-89
• 5.3.1 試驗平臺及實驗方案86-87
• 5.3.2 實驗結(jié)果分析87-89
• 5.4 本章小結(jié)89-91
• 第六章 總結(jié)與展望91-93
• 6.1 總結(jié)91
• 6.2 展望與不足91-93
• 致謝93-95
• 參考文獻(xiàn)95-101
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文101

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊生華;齒輪接觸有限元分析[J];計算力學(xué)學(xué)報;2003年02期

  本文關(guān)鍵詞：基于顯式動力學(xué)的齒輪疲勞壽命預(yù)測與故障分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：398755