船用双层壳体齿轮箱柔性动力学建模及隔振性能分析研究

双层壳体齿轮箱不仅为齿轮传动系统提供弹性支撑,而且具有减振降噪作用。为了能够高效、高精度地预测双层壳体齿轮箱的减振降噪效果,本文基于模态综合法建立含有隔振器的某船用双层壳体齿轮箱柔性动力学缩聚模型,对比分析齿轮箱的缩聚模型与完全有限元模型的固有特性的差异性,并验证其缩聚模型的有效性。通过双层壳体齿轮箱缩聚模型的模态解耦率、模态贡献度、振级落差和内壳体倾斜度的分析,评估齿轮箱的隔振性能。结果表明:某船用双层壳体齿轮箱在平移方向上模态解耦率均在94.9%以上,模态贡献主要以第二至第六阶振型为主导;在激励频率1~6000 Hz范围内,双层壳体齿轮箱的振级落差可达到34.2 dB;当激励频率小于2000 Hz时,激励频率对振级落差和倾斜度的变化有着显著的影响。

带式输送机动态分析及软件进展研究

对于大型带式输送机必须采用较为精确的动力学分析方法。而动态分析非常复杂,且不易掌握,需要专门的分析软件——带式输送机动态分析软件。本文结合国内外带式输送机动态分析方面的研究现状,综述了国内外带式输送机动态分析软件的研制概况,介绍了带式输送机动态设计理论及研究范围,分析了动态分析软件的特点及作用。

星型齿轮箱动响应的分析与计算

采用MASTA软件与ANSYS软件相结合的方法,通过子结构分析和凝聚节点的作用,实现了星型齿轮传动系统和箱体的耦合连接,建立了大功率星型齿轮箱系统的动力学耦合模型,在对齿轮啮合刚度和传递误差分析计算的基础上,对齿轮传动系统相啮合齿轮的动态啮合力进行了分析计算。并将该动态啮合力进行转换得到轴承处的动态力,施加在相应的凝聚节点上,对齿轮箱体的动响应进行了分析,获得了任意点处的位移、速度和加速度。

船用功率二分支齿轮传动系统均载特性研究

功率分支齿轮传动系统因自身结构具有结构尺寸更小、重量轻、齿轮和轴承的负荷相对较小等特点,使其在船舶动力传动系统中得到广泛应用,但由于采用功率分支结构,使得各分支之间的载荷均等成为该结构必须考虑的问题,本文以功率二分支齿轮传动结构为研究对象,通过研究分支结构中扭力轴的安装及扭转刚度变化对分支结构载荷均等情况的影响,归纳扭力轴对功率分支齿轮传动系统均载特性的影响规律,为该种传动结构的均载优化提供依据。

考虑阻尼材料频变特性的结构响应计算方法

为了对附加阻尼结构的振动响应进行准确计算,提出了一种考虑阻尼材料频变特性的结构响应计算方法,可以准确提取附加阻尼结构的模态参数并计算振动响应。阻尼材料的材料属性会受到激励频率的影响而变化,导致附加阻尼结构的建模和振动响应计算不够精确;因此在传统模态应变能法的基础上,建立了考虑材料频变特性的改进模态应变能法,提取了复合结构的模态参数,并通过模态试验验证了所提取模态参数的准确性;并在振动响应计算中准确计入了模态参数,对比了测试点在仿真和试验中的加速度频响曲线,验证了响应计算方法的准确性。结果表明该方法可以准确提取附加阻尼结构的模态参数,并能在一定频段范围内准确计算其振动响应。

基于声学贡献量的减速箱阻尼材料布局方法

为了实现船用减速箱的低噪声设计,提出了一种基于声学贡献量的减速箱阻尼材料布局方法,该方法能够准确有效地确定阻尼材料的附加区域并达到了良好的降噪效果。首先以某船用单级人字齿轮减速箱为研究对象,建立了减速箱结构的有限元/边界元模型,在施加齿轮系统的振动激励后求解出各场点的辐射噪声。其次通过声学传递向量(ATV)分析和模态声学贡献量(MAC)分析对减速箱表面进行板面划分,并对已划分的板面进行板面声学贡献量(PAC)分析。最后将阻尼材料添加到对辐射噪声贡献最大的板面区域内,对不同方案的降噪效果进行了对比。结果表明依据该方法进行的阻尼材料布局设计可以在0~4 000 Hz范围内准确有效地降低观测点的辐射噪声。

基于动态设计分析法的某舰用双层隔振箱体抗冲击分析

舰船遭遇水下爆炸冲击时,舰载隔振箱体的抗冲击性能对保证舰船作战能力至关重要。文章建立了某舰用双层隔振箱体有限元模型,结合国军标冲击动力学部分相关规定,基于动态设计分析(DDAM)法计算箱体的三向冲击载荷谱,对箱体的抗冲击特性进行仿真计算,分析了隔振元件刚度对箱体抗冲击特性的影响。结果表明:双层隔振箱体承受三向冲击载荷时不会发生损坏,不同冲击方向及外、内箱体的冲击响应差异较大。隔振元件刚度对箱体低阶模态的冲击设计谱值有较大影响;外、内箱体的冲击位移响应随隔振元件刚度的变化趋势相反;箱体间相对位移响应随隔振刚度增加而逐渐减小。

功率分流人字齿行星传动系统的固有特性研究

考虑两级之间的耦合和行星轮位置相角时变性等因素,采用集中参数法,在定坐标系下建立了功率分流人字齿行星传动系统的动力学模型,在此基础上对舰船用功率分流行星齿轮系统的固有特性进行了分析,得到了不同于单级行星传动系统的特有模态特性,为功率分流行星及多级行星传动系统动态设计提供了指导。

基于重级数的输送带横向振动频率计算方法

研究了输送机的横向振动特性,目的是避免输送带发生共振,所以必须求解输送带横向振动固有频率。针对回空分支平型带,把输送带简化成两对边简支另两边自由(S—F—S—F)的正交各向异性矩形板。利用弹性薄板理论,研究了输送带在纵向张力作用下的横向振动问题。根据板的对称性,运用了叠加原理,把方程展成重级数形式,建立了边界条件(S—F—S—F)下的叠加解,导出了输送带的固有频率计算公式最后,通过算例与单三角级数解法进行了比较,两组数据非常接近,证明了该方法的有效性。

国外带式输送机动态分析软件研究综述

研究和分析了国外典型的带式输送机动态分析软件,主要介绍了软件的结构、特征和主要功能,最后针对几个软件的特点进行了比较分析,为国内研制带式输送机动态分析软件提供一些帮助。

带式输送机拉紧装置张力分析

针对输送机的水平输送和倾斜输送,在头部拉紧条件下,探讨了输送机启动时固定式、自动式、重锤式拉紧三种装置动张力对张紧力的影响,推导了输送带的弹性伸长量和启动时输送带最小张力的变化值。最后,与尾部拉紧的情况进行了对比,得出了结论。

CFD仿真设计新型双涡轮导叶可调式液力变矩器

提出设计国内首台双涡轮导叶可调式液力变矩器的理论方法:优化叶片形状,采用增大出口叶片角方式增大泵轮力矩系数,进而满足液力变矩器在低速比区域内高效率的特点;将固定导叶改变成可调导叶机构,实现液力变矩器内部流场特性的改变,进而改变输出特性。运用CFD仿真软件分析设计新型液力变矩器,计算新型双涡轮导叶可调式液力变矩器不同速比下的效率值,验证设计新型双涡轮导叶可调式液力变矩器理论方法的正确性。