課題組工作總結(jié)

課題組主要從事機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、零部件的結(jié)構(gòu)分析和車輛性能測(cè)試及優(yōu)化設(shè)計(jì)的研究工作。

機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)

1.以某提升機(jī)兩級(jí)行星減速器為研究對(duì)象，研究多級(jí)行星減速器動(dòng)態(tài)特性。

減速器箱體、齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)固有特性研究二階十階三階一階二階八階兩級(jí)行星減速器3D模型行星輪系動(dòng)力學(xué)特性研究進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析得到輪齒應(yīng)力分布、均載特性、振動(dòng)特性分析、不同轉(zhuǎn)速、幾何偏心以及太陽(yáng)輪浮動(dòng)對(duì)減速器動(dòng)態(tài)特性影響。應(yīng)力分布均載特性振動(dòng)特性不同轉(zhuǎn)速下一級(jí)太陽(yáng)輪齒根處應(yīng)力變化曲線太陽(yáng)輪存在幾何偏心誤差太陽(yáng)輪無(wú)幾何偏心誤差行星輪系動(dòng)力學(xué)特性研究對(duì)減速器進(jìn)行振動(dòng)、噪聲實(shí)驗(yàn)研究。測(cè)點(diǎn)2（Z）時(shí)域圖

測(cè)點(diǎn)2（Z）頻譜圖500rpm空載工況下測(cè)點(diǎn)布置測(cè)點(diǎn)2（Z）時(shí)域圖

測(cè)點(diǎn)2（Z）頻譜圖500rpm20%載荷工況測(cè)量值與計(jì)算結(jié)果對(duì)比行星輪系動(dòng)力學(xué)特性研究

2.以某風(fēng)力發(fā)電傳動(dòng)系統(tǒng)核心部件-增速齒輪箱為研究對(duì)象，研究了風(fēng)電齒輪傳動(dòng)特性及齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)和沖擊問(wèn)題。從時(shí)、頻域的角度分析了齒輪嚙合力、齒輪傳動(dòng)的均載特性和嚙合力對(duì)齒輪振動(dòng)的影響規(guī)律。齒輪箱模型一級(jí)行星輪嚙合力時(shí)域圖一級(jí)行星輪嚙合力頻域圖齒輪嚙合力沖擊變化二級(jí)行星輪嚙合力時(shí)域圖二級(jí)行星輪嚙合力的頻域圖輸出端接觸力時(shí)域圖輸出端接觸力頻域圖二級(jí)行星傳動(dòng)均載系數(shù)曲線一級(jí)行星傳動(dòng)均載系數(shù)曲線行星輪系動(dòng)力學(xué)特性研究

研究了安裝誤差、外載、偏心誤差對(duì)齒輪系統(tǒng)傳動(dòng)的影響規(guī)律。一級(jí)行星輪20um齒側(cè)間隙二級(jí)行星輪30um齒側(cè)間隙一級(jí)行星輪齒圈0.02°安裝誤差二級(jí)行星輪齒圈0.03°安裝誤差一級(jí)太陽(yáng)輪20um齒側(cè)間隙二級(jí)太陽(yáng)輪30um齒側(cè)間隙一級(jí)太陽(yáng)輪軸線方向20um誤差二級(jí)太陽(yáng)輪軸線方向20um誤差行星輪系動(dòng)力學(xué)特性研究諧波減速器動(dòng)力學(xué)特性及疲勞壽命研究諧波齒輪傳動(dòng)利用柔性單元的彈性變形波進(jìn)行動(dòng)力傳遞，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、傳動(dòng)比大及實(shí)現(xiàn)無(wú)側(cè)隙傳動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于精密傳動(dòng)領(lǐng)域。以諧波減速器為研究對(duì)象，研究諧波齒輪傳動(dòng)動(dòng)力學(xué)仿真，揭示柔輪應(yīng)力、應(yīng)變及變形規(guī)律。柔輪等效應(yīng)力云圖柔輪等效應(yīng)變?cè)茍D柔輪應(yīng)力隨時(shí)間變化曲線諧波減速器結(jié)構(gòu)圖諧波減速器在工作中柔輪受交變載荷的作用，所以減速器的使用壽命取決于柔輪的疲勞壽命。柔輪的Damage值柔輪的LogofDamage值柔輪的Life值柔輪的LogofLife值仿真結(jié)果表明柔輪最開(kāi)始出現(xiàn)疲勞損傷的部位在齒端和齒根部位，并沿著柔輪軸線方向由輪齒內(nèi)側(cè)向尾部延伸，在柔輪杯口內(nèi)壁與波發(fā)生器接觸區(qū)域損傷最嚴(yán)重。諧波減速器動(dòng)力學(xué)特性及疲勞壽命研究研究復(fù)合材料鋪層尺寸對(duì)減速器柔輪應(yīng)力分布及疲勞壽命影響。未添加復(fù)合材料時(shí)柔輪危險(xiǎn)截面應(yīng)力變化曲線b=10mm時(shí)柔輪危險(xiǎn)截面應(yīng)力變化曲線b=16.7mm時(shí)柔輪危險(xiǎn)截面應(yīng)力變化曲線b=25mm時(shí)柔輪危險(xiǎn)截面應(yīng)力變化曲線柔輪最大等效應(yīng)力與復(fù)合材料層尺寸的關(guān)系曲線柔輪最大等效應(yīng)變與復(fù)合材料層尺寸的關(guān)系曲線柔輪的Damage值柔輪的LogofDamage值柔輪的Life值柔輪的LogofLife值添加復(fù)合材料鋪層后柔輪疲勞壽命有536.7h提高到725h，壽命有顯著改善。諧波減速器動(dòng)力學(xué)特性及疲勞壽命研究以某離合器摩擦片和對(duì)偶鋼片為研究對(duì)象，重點(diǎn)分析離合器接合過(guò)程兩者的溫度場(chǎng)分布以及熱應(yīng)力分布。濕式多片摩擦離合器的熱-機(jī)耦合特性分析t=0.3st=1.05st=1.75st=2.55s不同時(shí)間摩擦片溫度場(chǎng)分布，外部溫度高于內(nèi)部溫度，徑向油槽附近溫度較低。離合器摩擦副徑向油槽的溫度場(chǎng)摩擦接觸區(qū)域徑向油槽為了獲得摩擦片不同點(diǎn)的溫度隨時(shí)間變化規(guī)律，選取徑向7個(gè)節(jié)點(diǎn)和軸向5個(gè)節(jié)點(diǎn)測(cè)量。徑向測(cè)點(diǎn)軸向測(cè)點(diǎn)t/sT/℃摩擦片不同徑向節(jié)點(diǎn)處的溫度時(shí)間曲線摩擦片不同軸向節(jié)點(diǎn)處的溫度時(shí)間曲線t/sT/℃濕式多片摩擦離合器的熱-機(jī)耦合特性分析摩擦片的vonmises熱應(yīng)力分布情況。

t=0.3st=1.05st=1.75st=2.95s由于溫度場(chǎng)分布不均而產(chǎn)生熱應(yīng)力，在接合前1.5s熱應(yīng)力不高，1.5s后熱應(yīng)力顯著升高。離合器接合結(jié)束時(shí)刻不同半徑處的徑向熱應(yīng)力分布示意圖徑向熱應(yīng)力/MPa半徑/m不同半徑處的周向熱應(yīng)力周向熱應(yīng)力/MPa半徑/m濕式多片摩擦離合器的熱-機(jī)耦合特性分析對(duì)偶鋼片表面溫度場(chǎng)分布(a)t=0.35s(b)t=0.7s(c)t=1.1s(d)t=1.5s(e)t=1.9s(f)t=2.3s(g)t=2.7s(h)t=3.1s由圖可知內(nèi)沿溫度溫度比外沿溫度低，隨著接合時(shí)間的增加表面溫差增大。濕式多片摩擦離合器的熱-機(jī)耦合特性分析摩擦片的vonmises熱應(yīng)力分布情況。t=0.35st=1.1st=1.9st=2.7st=0.35st=1.9st=2.7s對(duì)偶鋼片橫截面的vonMises熱應(yīng)力t=0.35st=1.9st=2.7s對(duì)偶鋼片橫斷面的徑向熱應(yīng)力分布濕式多片摩擦離合器的熱-機(jī)耦合特性分析機(jī)械結(jié)構(gòu)部件性能分析液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件靜強(qiáng)度分析以液壓挖掘機(jī)主要結(jié)構(gòu)部件（鏟斗、主轉(zhuǎn)動(dòng)裝置、斗桿和動(dòng)臂）為研究對(duì)象，通過(guò)仿真分析得到四種姿勢(shì)（每種姿勢(shì)45種工況）下各部件最大應(yīng)力及位置.鏟斗最大等效應(yīng)力位置主轉(zhuǎn)動(dòng)裝置最大等效應(yīng)力位置液壓挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)件靜強(qiáng)度分析斗桿最大等效應(yīng)力位置動(dòng)臂最大等效應(yīng)力位置作業(yè)過(guò)程中履帶式液壓挖掘機(jī)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)特性研究挖掘機(jī)作為現(xiàn)代重要的工程機(jī)械在各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。保證挖掘機(jī)在作業(yè)過(guò)程中性能的可靠是首要問(wèn)題。課題組開(kāi)展了作業(yè)過(guò)程中履帶式液壓挖掘機(jī)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)特性研究，重點(diǎn)分析了挖掘過(guò)程中關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力變化規(guī)律。

t=100mst=350mst=700mst=1000mst=1100ms作業(yè)過(guò)程中履帶式液壓挖掘機(jī)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)特性研究研究了挖掘機(jī)在作業(yè)過(guò)程中其主要結(jié)構(gòu)（鏟斗、斗桿、動(dòng)臂和轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)）的等效應(yīng)力分布，并找到其最大等效應(yīng)力區(qū)。動(dòng)臂最大應(yīng)力區(qū)斗桿最大應(yīng)力區(qū)鏟斗最大應(yīng)力區(qū)轉(zhuǎn)動(dòng)平臺(tái)最大應(yīng)力區(qū)研究了土壤變形過(guò)程中應(yīng)力的分布規(guī)律。土壤變形過(guò)程土壤應(yīng)力分布作業(yè)過(guò)程中履帶式液壓挖掘機(jī)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)特性研究數(shù)控支腿、平臺(tái)性能分析針對(duì)兩種數(shù)控支腿的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行靜強(qiáng)度、固有特性進(jìn)行對(duì)比。方案一方案二對(duì)兩種方案的數(shù)控支腿進(jìn)行模態(tài)分析得到1-5階的固有頻率和振型圖。方案一一階模態(tài)圖方案一五階模態(tài)圖方案二一階模態(tài)圖方案二五階模態(tài)圖數(shù)控支腿、平臺(tái)性能分析支腿固有頻率最后進(jìn)行靜力學(xué)分析，得到平臺(tái)及支腿的應(yīng)力、應(yīng)變分布情況。數(shù)控支腿、平臺(tái)性能分析方案二靜力分析應(yīng)力圖方案二靜力分析位移圖方案一靜力分析應(yīng)力圖方案一靜力分析位移圖對(duì)比結(jié)果車輛及其部件性能測(cè)試與優(yōu)化設(shè)計(jì)東風(fēng)小康行駛車外噪聲測(cè)試分析依據(jù)GB/T1495-2002《汽車加速行駛車外噪聲限值及測(cè)量方法》，分別用第二檔和第三檔對(duì)加速行駛車輛進(jìn)行外噪聲測(cè)量。對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得到噪聲為77.5dB(A)。然后選用兩組代表性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得到聲壓頻譜圖。1.噪聲測(cè)量二檔左側(cè)聲壓頻譜圖二檔右側(cè)聲壓頻譜圖三檔左側(cè)聲壓頻譜圖三檔右側(cè)聲壓頻譜圖對(duì)下列六種工況進(jìn)行噪聲測(cè)試并進(jìn)行頻譜圖進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)比頻譜圖可以清晰看出在不同頻率段的降噪效果。工況一：油底殼和消聲器均用鉛板及玻纖覆蓋，二檔汽車加速行駛；工況二：除去油底殼覆蓋物，消聲器用鉛板及玻纖覆蓋，二檔汽車加速行駛；工況三：除去油底殼和消聲器覆蓋物，二檔汽車加速行駛；工況四：油底殼和消聲器均用鉛板及玻纖覆蓋，三檔汽車加速行駛；工況五：除去油底殼覆蓋物，消聲器用鉛板及玻纖覆蓋，三檔汽車加速行駛；工況六：除去油底殼和消聲器覆蓋物，三檔汽車加速行駛。東風(fēng)小康行駛車外噪聲測(cè)試分析2.頻譜分析工況五、六加速行駛車外噪聲對(duì)比頻譜圖工況四、五加速行駛車外噪聲對(duì)比頻譜圖工況二、三加速行駛車外噪聲對(duì)比頻譜圖工況一、二加速行駛車外噪聲對(duì)比頻譜圖東風(fēng)小康行駛車外噪聲測(cè)試分析結(jié)論：1.采用油底殼的鉛板覆蓋方式，對(duì)油底殼的結(jié)構(gòu)輻射噪聲以及發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為基頻引起的油底殼和發(fā)動(dòng)機(jī)的共振噪聲有較明顯的降噪效果。2.采用消聲器的鉛板覆蓋方式，對(duì)消聲器的結(jié)構(gòu)輻射噪聲和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率為基頻引起的周期排氣噪聲有較明顯的降噪效果。3.對(duì)正副駕駛員座墊處、消聲器和油底殼采用鉛板及玻纖的覆蓋方式，對(duì)汽車勻速行駛時(shí)車內(nèi)噪聲的降噪效果不明顯。工況三、四均勻行駛車內(nèi)噪聲對(duì)比頻譜圖工況一、二均勻行駛車內(nèi)噪聲對(duì)比頻譜圖工況二、三均勻行駛車內(nèi)噪聲對(duì)比頻譜圖摩托車車輪、后叉（含搖架）、方向柱系統(tǒng)性能測(cè)試與疲勞分析重點(diǎn)分析了摩托車車輪、后叉、方向柱系統(tǒng)在不同跌落高度時(shí)力學(xué)性能。跌落1m時(shí)摩托車各部件均未發(fā)生破壞。335dieluo1m.avi跌落2m時(shí)方向柱發(fā)生塑性變形。335dieluo2m.avi跌落2m時(shí)方向柱應(yīng)力云圖1.性能測(cè)試跌落3m時(shí)方向柱和輻條發(fā)生塑性變形。335dieluo3m.avi跌落3m時(shí)方向柱應(yīng)力云圖跌落3m時(shí)輻條應(yīng)力云圖摩托車車輪、后叉（含搖架）、方向柱系統(tǒng)性能測(cè)試與疲勞分析摩托車車輪、后叉（含搖架）、方向柱系統(tǒng)性能測(cè)試與疲勞分析2.疲勞分析通過(guò)對(duì)摩托車在不同路況（坑洼路、大小鵝卵石路、比利時(shí)路、石塊路、大小搓衣板路、大小波路面）下行駛得到各測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)變變化范圍。前輪輪圈內(nèi)側(cè)后輪輪圈內(nèi)側(cè)前輪輪轂后輪輪轂大小鵝卵石路大小波路面石板路面坑洼路面后叉搖架后輪轂前輪轂方向柱連接板后輪前輻條后輻條結(jié)論：摩托車搖架和輪圈的材料分別換成35鋼和鋁合金7005后，它的后叉、搖架、方向柱和前后輪部件在40km/h鵝卵石路和60km/h坑洼路工況下的沒(méi)有疲勞裂紋產(chǎn)生。摩托車車輪、后叉（含搖架）、方向柱系統(tǒng)性能測(cè)試與疲勞分析首先對(duì)割草機(jī)車架進(jìn)行有限元分析得到在三種工況下最大等效應(yīng)力及位置。割草機(jī)車架結(jié)構(gòu)性能分析及靈敏度優(yōu)化設(shè)計(jì)車架有限元模型1.車架有限元分析水平彎曲工況最大等效應(yīng)力90.1Mpa，位于前懸架擺臂連接處極限扭轉(zhuǎn)工況最大等效應(yīng)力212Mpa，位于前立柱與車架連接處。割草機(jī)車架結(jié)構(gòu)性能分析及靈敏度優(yōu)化設(shè)計(jì)緊急制動(dòng)工況下最大等效應(yīng)力101Mpa，位于發(fā)電機(jī)組與車架的安裝處。對(duì)車架進(jìn)行自由模態(tài)分析，得到割草機(jī)前十階固有頻率及振型。割草機(jī)車架結(jié)構(gòu)性能分析及靈敏度優(yōu)化設(shè)計(jì)一階模態(tài)圖五階模態(tài)圖七階模態(tài)圖九階模態(tài)圖2.車架動(dòng)力學(xué)分析分析割草機(jī)車架在通過(guò)100mm高度臺(tái)階時(shí)瞬態(tài)應(yīng)力分布情況。zj\image_1.avi割草機(jī)車架結(jié)構(gòu)性能分析及靈敏度優(yōu)化設(shè)計(jì)前輪接觸臺(tái)階最大應(yīng)力處后輪接觸臺(tái)階最大應(yīng)力處3.靈敏度分析

設(shè)計(jì)靈敏度分析是優(yōu)化設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，是提高優(yōu)化效率的重要手段。研究主體車架矩形管厚度對(duì)車架等效應(yīng)力、應(yīng)變的影響。割草機(jī)車架結(jié)構(gòu)性能分析及靈敏度優(yōu)化設(shè)計(jì)

水平工況下D=1.25mm時(shí)應(yīng)力超過(guò)屈服極限極限扭轉(zhuǎn)工況左前輪懸空時(shí)D=1.5mm時(shí)應(yīng)力超過(guò)屈服極限極限扭轉(zhuǎn)工況左后輪懸空時(shí)D=2.2mm時(shí)應(yīng)力超過(guò)屈服極限在緊急制動(dòng)工況下D=1mm車架應(yīng)力超過(guò)屈服極限水平工況下應(yīng)力隨D變化規(guī)律極限扭轉(zhuǎn)前輪懸空應(yīng)力隨D變化規(guī)律緊急制動(dòng)工況應(yīng)力隨D變化規(guī)律極限扭轉(zhuǎn)工況應(yīng)力隨D變化規(guī)律摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)激振力識(shí)別的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究以摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)為研究對(duì)象，重點(diǎn)研究了在試驗(yàn)基礎(chǔ)上對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)激振力測(cè)試與識(shí)別技術(shù)。利用頻響函數(shù)質(zhì)量線理論計(jì)算得到發(fā)動(dòng)機(jī)剛體慣性參數(shù)并與計(jì)算值進(jìn)行比較。指出了響應(yīng)點(diǎn)和激勵(lì)點(diǎn)的選擇是剛體慣性參數(shù)識(shí)別的關(guān)鍵。摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)激振力識(shí)別的實(shí)驗(yàn)技術(shù)研究

在發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)燃工況和測(cè)功機(jī)反拖工況下，對(duì)激振力測(cè)試臺(tái)架支撐處布置的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)激振力的測(cè)試。把測(cè)點(diǎn)的激振力轉(zhuǎn)換到發(fā)動(dòng)機(jī)重心位置得到發(fā)動(dòng)機(jī)激振力。點(diǎn)燃工況不同轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)激振力測(cè)功機(jī)反拖不同轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)激振力不同工況微車變速器聲學(xué)優(yōu)化技術(shù)研究以汽車變速器為研究對(duì)象，重點(diǎn)運(yùn)用有限元、邊界數(shù)值計(jì)算和實(shí)驗(yàn)分析對(duì)變速箱進(jìn)行振動(dòng)和噪聲輻射進(jìn)行了分析研究。首先對(duì)變速器進(jìn)行頻率響應(yīng)分析，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得各軸承座附近的振動(dòng)加速度信號(hào)。三