电动汽车传动系统多工况动态传递误差分析

为探究电动汽车高速传动系统多工况下扭转振动规律和动态传递误差,建立某型电动汽车整车动力传动系统18自由度动力学模型。采用势能法计算出各级传动齿轮副的时变啮合刚度,运用切片法计算了考虑时变啮合刚度作用的各级传动齿轮副静态传递误差,并通过台架试验完成了静态传递误差检验与修正。对18自由度模型求解,得到系统的固有特性和不同工况下的动态传递误差,分析讨论了动态传递误差频谱特征。分析结果表明:各级齿轮副的异向扭转模态频率和车轮的扭转模态频率是各工况下动态传递误差频谱的主要成分,对应不同工况,各阶模态对动态传递误差的贡献量有很大不同。

齿轮系统动态传递误差和振动稳定性的数值研究

建立了计及轮齿时变啮合刚度、啮合阻尼、支承刚度和阻尼的齿轮系统扭转-横向振动耦合的3自由度动力学模型。用数值仿真方法,研究了重合度、支承刚度、啮合阻尼和支承阻尼对齿轮动态传递误差和动力稳定性的影响。研究结论对于高速、精密齿轮传动的动力学设计具有积极意义。

光纤传感器埋入沥青路面基体的应变传递误差

介绍了光纤传感涉及的应变传递理论,基于该理论建立了基体和感知光纤应变的定量关系,以消除应变传递误差,提高测试精度。针对埋入式光纤传感器用于高黏度的柔性沥青路面基体的最普遍形态,建立了含感知光纤、封装层和基体的典型三层力学模型。采用Goodman假设描述层间剪应力关系,引入傅里叶级数法求解微分方程,建立了基体和感知光纤的平均应变传递关系。通过室内试验论证了推导的应变传递理论公式的有效性,并对影响平均应变传递效率的几何参数和材料参数进行了灵敏度分析。分析结果表明:光纤粘贴长度越长,光纤和封装层的层间黏结越紧密,平均应变传递系数越大,应变传递效果越好。本文的研究可广泛用于埋入式光纤传感器的应变传递误差修正及封装设计。

一种确定斜齿轮传递误差和啮合刚度的快速有效方法

基于Smith切片法理论,提出了一种快速计算斜齿轮副传递误差和啮合刚度的改进方法。该模型将斜齿轮沿齿宽方向划分为一系列相互独立的薄直齿轮,考虑单个切片的弯曲-剪切变形、局部接触变形及轮体结构变形,通过各切片间的变形协调关系建立斜齿轮非线性承载接触模型,进而得到齿面载荷分布、传递误差和啮合刚度等信息。该方法较Smith切片法增加了时变单齿刚度、接触变形非线性效应以及轮体结构参数的影响,提高了模型的计算精度和适用性。该模型的计算精度与有限元方法相当,但具有更高的计算效率,更适合于齿轮传动系统振动和噪声的快速预测。

考虑啮合时变刚度和传递误差的齿轮振动分析

用多尺度方法研究了考虑轮齿时变刚度和静态传递误差激励的齿轮系统的动态特性 ,给出了系统在不同激励频率下系统稳态响应的求解方法 ,以及系统稳态解的解析表达式。最后 ,用数值方法对解析法分析的结果进行了验证。经研究发现 ,由于齿轮时变啮合刚度和静态传递误差的共同作用 ,导致系统产生多频响应 ;并且发现轮齿误差对系统响应幅值有较大的影响。

柔性基体材料封装FBG传感器的应变传递误差分析

由于力学理论和有限元仿真应用于道路结构的分析受材料参数与边界条件等因素影响较大,要获得其准确、真实的受力状态,需借助原位监测技术。然而,日益得到推广应用的高性能光纤光栅敏感元件因其传统的封装方式,无法在模量上匹配相对离散的道路结构测试。为此,本文以沥青路面结构为研究对象,提出了一种以纯沥青为光纤光栅外包层、以小粒径沥青混合料为封装层的柔性基体材料光纤光栅封装技术,建立了其变形作用机理的力学模型,从理论角度分析其应变传递机理,给出了相应的误差修正公式,并通过模型试验方式检验该传感器的感知性能及误差修正公式的适用性。研究结果表明:该种柔性原材料封装光纤传感器可用于沥青混合料的监测,且借助应变传递误差修正公式能较好地消除部分因素的影响,间接地保证了沥青路面结构真实变形的高精度还原,为路面结构监测技术的发展起到了积极的推进作用。

斜齿轮副静态传递误差的模糊计算方法

齿轮副静态传递误差是衡量齿轮副动态性能的一个主要参数。为了能够实现在设计阶段预测齿轮系统的动态特性 ,减小齿轮系统的振动及噪声 ,并能够实现齿轮系统的动态设计 ,首先需要确定啮合齿轮副误差激励的大小。为此 ,该文分别计算了齿轮副综合误差及弹性变形 ,并首次考虑误差影响因素的边界模糊性 ,把模糊数的概念引入到齿轮副静态传递误差的计算中 ,给出了模糊静态传递误差的计算方法 ,从而为实现齿轮系统的模糊动态优化设计打下了基础。

线要素化简算法的传递误差模型

在分析了算法对线要素化简过程中对其邻近其他地理要素的空间精度和空间关系产生影响的基础上,提出了线要素化简算法误差传播的研究方法,建立了线要素化简算法的传递误差模型,并利用误差椭圆将模型可视化。最后针对不同线要素,对不同算法的传递误差进行了分析和评估。

用静态传递误差法进行高速宽斜齿轮振动分析

本文在微机上建立并求解了渐开线宽斜齿轮单自由度非线性力学模型和动力学方程，编制了计算轮齿动载荷和动载系数的计算机程序。并将静态传递误差引入齿轮振动微分方程的求解中。

基于Coons曲面的格网DEM传递误差

构造了基于边界曲线的Coons曲面DEM;研究了Coons曲面DEM的传递误差,推导出不同边界曲线构成的Coons曲面DEM模型的传递误差;得到了Coons曲面DEM的传递误差大于双线性DEM的传递误差的结论,并分析了传递误差与格网点数目的关系。

考虑动态刚度、传递误差及齿侧间隙的齿轮系统谐振分析

在所建立的考虑啮合动态刚度、传递误差、齿侧间隙等多种非线性因素的直齿圆柱齿轮系统非线性动力学分析模型中,将时变啮合刚度按5次谐波展开,齿侧间隙按3次多项式拟合,运用多尺度法对该模型进行了分析,推导了系统主共振和谐波共振响应下的频率响应方程,绘制了相应的频率响应曲线,分析了系统中的静态载荷和动态载荷以及阻尼对谐振响应幅值和频率的不同影响作用。

直齿轮振动传递误差可靠性及其敏感度

目的分析轮齿的齿廓随机修形参数的振动传递误差可靠度及可靠性敏感度,验证设计修形参数的正确性,减小啮入、啮出冲击,消除应力集中现象,提高齿轮的传动精度、承载能力和使用寿命.方法推导了含有修行量参数的啮合齿轮传递误差的计算公式,并在依靠有限元模型模拟一对修形齿轮的啮合过程的基础之上,将响应面法和Monte-Carlo方法结合起来研究了在随机修形参数下的振动传递误差可靠度及可靠性敏感度.结果主动轮修形角度的敏感度值为0.283,是对可靠度影响最大的参数,从动轮修形量的敏感度值为-0.151,对可靠性影响最小.通过改变敏感度较大的参数和减小各随机变量的离散范围,可以有效提高齿轮振动传递误差的可靠性.结论该方法可有效地简化复杂系统的可靠性及其敏感度的分析工作,为修形参数的优化设计奠定了基础.

基于光电编码器的齿轮动态传递误差测量系统

构建了一套基于光电编码器的齿轮动态传递误差测量系统。该测量系统首先利用光电编码器测量齿轮副的输入轴和输出轴的转角,然后对采集到的脉冲信号进行计数和插值处理,得到基于等时间采样的转角序列,最后通过比较两轴的转角序列即可得到齿轮副的动态传递误差。建立了齿轮系统的非线性动力学模型并基于4阶Runge-Kutta法进行数值求解。通过模拟光电编码器和数据采集卡对仿真结果 (转角信号)进行采样,研究了光电编码器的分辨率和数据采集卡的时间分辨率对测量精度的影响。仿真结果表明,对于最高转速不超过1 500 r/min的齿轮系统,光电编码器的分辨率不低于200线/转且数据采集卡的时间分辨率不低于3.3×10-9s,能够保证测量结果的精度要求。齿轮传动台架实验也表明基于该测量系统得到的动态传递误差具有良好的可重复性,并且其数值大小与实验现场的噪声情况相符合。

基于多点的规则格网DEM的传递误差分析

论述了利用数量不同的格网数据构建的样条函数DEM模型和Coons曲面DEM模型的传递误差不同,指出同一插值方法的DEM模型随着构建模型所用的格网数据数目的增多,传递误差增大;当格网数据数目同样多时,减弱相邻格网单元上格网数据权重比例,传递误差就会相应地减少。

齿轮传递误差计算新模型

提出了传递误差计算的概念模型和力学模型,基于模型推导出了传递误差与齿轮制造误差、受载变形、动载荷、齿轮几何参数等的关系式。

小波变换传递误差、尺度、加权量化对分层树剖分编码图象压缩质量影响的研究

详细研究了小波变换传递误差、尺度、快速 Mallat算法加权量化对分层树剖分 (SPIHT)编码图象压缩质量的影响 ,并给出了基于 VC++的仿真结果 ,结果表明 ,小波变换尺度对图象压缩编码效果有明显的影响 ,通常要在大于 4的尺度上作图象压缩编码才可以得到较好的压缩效果 ,不同的边界延拓 ,不同尺度的取整重构、加权量化对图象压缩效果的影响是不同的 ,恰当选取加权量化步长能达到更好的图象压缩效果 ,一般而言 ,同一尺度下随加权量化步长的增加 ,压缩效果变差 .

准静态条件弧齿锥齿轮传递误差和齿根应力试验研究

开展弧齿锥齿轮的试验研究可为理论设计、制造和装配等提供基础数据,提高弧齿锥齿轮的啮合质量和使用性能。以弧齿锥齿轮为研究对象,采用功率封闭试验系统,在准静态条件下开展试验研究。对不同转速和扭矩工况的传递误差和齿根应力开展测试,并从时域和频域角度进行了对比分析。结果表明:弧齿锥齿轮的传递误差呈正弦或余弦形式波动,并以转频对应幅值为主;随着扭矩的增加,弧齿锥齿轮传递误差峰峰值呈现递增的趋势,且传递误差转频对应幅值近似呈线性比例增加;转速对传递误差峰峰值影响较小,但对传递误差转频对应幅值影响较大。随着扭矩的增加,齿根应力峰峰值呈线性比例递增;转速对齿根应力峰峰值的影响较小;从小端到大端,齿根应力的变化很大且呈现增大的趋势;齿轮啮合过程中,轮齿进入啮合时,齿根应力为拉伸方向且应力逐渐增加达到峰值,随后轮齿逐渐退出啮合,齿根应力逐渐减小直至压缩方向并达到最小值;从频域角度齿根应力以转频及其倍频为主。

基于PC-Kriging模型与主动学习的齿轮热传递误差可靠性分析

为提高齿轮热传递误差可靠性分析的计算效率和精度,提出了一种高效的基于PC-Kriging代理模型与主动学习函数LIF相结合的可靠性分析方法.采用多项式混沌展开(polynomial-chaos-expansion,PCE)替代传统Kriging模型的回归基函数来增强预测模型的全局近似精度,并利用Kriging模型来捕捉预测模型局部特征的能力.采用最小角回归(LAR)构建回归基函数的最优多项式数量集,同时用Akaike信息准则(AIC)来确定最优的截断集合.并采用一种主动学习函数LIF选择每次迭代的最佳样本点以提高模型收敛效率.通过齿轮热传递误差算例表明:与传统的Kriging代理模型相比,所提出方法在保证精度的同时可以极大地减少预测模型可靠性分析中的学习次数.

光纤光栅传感器在测量过程中的应变传递误差分析及修正

通过对光纤光栅传感器中影响应变传递过程的理论分析,建立了各相关因素与应变传递误差之间的数学解析模型,并给出了测量误差修正方案。首先,将光纤光栅传感器简化为由保护层包裹着中心的光纤纤芯轴对称结构;再分析应变传递过程中保护层的剪切变形对应变的传递造成影响;最后,建立应变传递层的应变传递误差与光纤实际变形、伸长值等之间的数学关系。研究结果表明,光纤的杨氏模量、横截面积以及应变传递层厚度越小;或者应变传递层的剪切模量及其与光纤的有效接触面积越大,则应变传递误差越小。该研究为光纤光栅应变传感器的优化设计提供了理论支持,并为实际测量过程中应变传递误差的定量补偿提供了可行方法。

考虑啮合刚度时变性的齿轮传递误差计算

齿轮传递误差是衡量齿轮副动态性能的重要指标,齿轮时变啮合刚度对周期性变化的传递误差有重要的影响,二者是齿轮副重要的内部激励。为充分揭示两者的内在联系,同时考虑轮齿修形工艺对传递误差的影响,准确给出了齿顶修形量对齿轮啮合区的影响区间模型和齿向修形模型,建立了考虑齿轮修形因素的基于时变啮合刚度的齿轮传递误差计算模型。将传递误差的理论模型与试验结果对比,得到了良好的吻合效果,验证了传递误差模型的准确性。