驱动轴系统轴向派生力的测试与计算分析方法

以具有三销轴万向节的驱动轴系统为对象,进行轴向派生力测试,并分析驱动轴系统转速、工作角度、负载转矩和摩擦系数对轴向派生力的影响。基于赫兹接触理论与基于速度的摩擦模型,建立驱动轴系统轴向派生力计算的多体动力学模型。为了提高模型的计算精度,把球环和滚道之间的接触形状视为任意的,且把接触参数和摩擦系数视为随着工况变化而变化的变量。基于有限元分析,提出了一种计算在不同负载扭矩下球环和滚道之间接触刚度和力指数的方法。利用建立的轴向派生力计算模型和试验数据,进一步识别了多种工况下的摩擦系数和接触参数。基于识别的摩擦系数和接触参数,计算了一驱动轴系统的轴向派生力,和试验结果的对比分析表明,模型的计算精度较高。

考虑粗糙表面特性的驱动轴系统轴向派生力的区间不确定性优化

以一驱动轴系统为研究对象,基于分形理论,首先建立了一种考虑粗糙表面特性的轴向派生力的确定性模型。通过轴向派生力测试,验证了确定性模型的有效性。在考虑粗糙表面特性后,轴向派生力具有较大的不确定性。为了更有效地分析和优化轴向派生力,基于建立的确定性模型和勒让德多项式,提出了一种轴向派生力的区间不确定性模型。在区间模型中,输入参数被视为区间变量。以区间模型的上界和不确定度为优化目标,提出了轴向派生力的多目标区间不确定性优化方法。为了提高优化效率,结合勒让德多项式特点和顶点法,提出了一种快速获取区间模型上界和不确定度的方法。数值算例表明:基于提出的优化方法,不仅可使轴向派生力的上界满足设计要求,还可提高轴向派生力的鲁棒性。