舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系振动特性研究

端齿式折叠机构可以实现尾水平轴系的折叠,增加航空母舰上停靠舰载直升机的数量;同时,端齿式折叠机构对直升机尾传动轴系振动特性也会产生一定影响。建立了舰载直升机端齿式折叠型尾水平轴系动力学模型,求解分析了轴系各支承处振动响应。首先,分别基于有限元法与应变能法对折叠机构中花键连接部分及端齿连接部分进行等效简化,将花键连接部分等效为径向刚度及转角刚度,端齿连接部分等效为等效环,建立端齿式折叠机构的动力学模型,并通过与有限元仿真对比模态分析结果的方法以验证建模方法的准确性;在此基础上,将折叠装置动力学模型耦合到尾水平轴系中,建立折叠型尾水平轴系动力学模型,求解并分析了轴系振动特性。研究结果表明,各支承中,位移响应最大的在关节轴承处,最小的在主减输出端轴承处;振动响应与支承位置及其刚度阻尼特性有关。该研究可为轴系支承配置研究提供理论指导。

直升机尾传动轴弹击损伤数值模拟研究

面向直升机尾传动轴抗弹击设计,开展了不同因素影响下尾传动轴弹击损伤规律数值模拟研究。基于有限元仿真软件建立了尾传动轴弹击损伤数值仿真模型,并通过弹击试验验证模型的可靠性。进而基于经验证的数值仿真模型,分析了偏移量和入射角两个典型参数对尾传动轴弹击损伤的影响规律。分析结果表明:尾传动轴弹击损伤程度随着子弹偏移量及入射角的增大,呈现先增大后减小的趋势,在切边位置、入射角为75°工况下尾传动轴弹击损伤最为严重。在此基础上,进一步研究了摩擦因数、子弹入射速度、尾传动轴转速、子弹偏航角四个弹靶参数对尾传动轴弹击损伤的影响规律。研究结果表明:摩擦因数对尾传动轴弹击损伤影响较小,尾传动轴转速、子弹入射速度和子弹偏航角均对尾传动轴弹击损伤有较大影响。

束腰型膜片联轴器刚度阻尼仿真与试验分析

膜片联轴器的刚度、阻尼特性是分析含膜片联轴器传动系统振动特性的基础。基于An⁃sys有限元仿真软件,考虑接触非线性及大变形效应,仿真分析了膜片联轴器扭转、轴向、角向和径向静刚度特性以及扭转和轴向动力学特性;分析了膜片螺栓孔分布圆直径、螺栓孔径、膜片最小宽度和膜片厚度等膜片结构参数对静刚度的影响;进行静态、动态扭转和轴向拉伸试验,验证了仿真结果的正确性。结果表明,膜片螺栓孔分布圆直径与膜片厚度对膜片各向刚度影响较大,可通过类椭圆函数建立膜片联轴器动力学模型,求解获得膜片振动1周期内非线性刚度及等效阻尼系数变化。

传动系统尾轴折叠机构技术现状及发展建议

尾轴折叠机构是舰载直升机尾传动轴组件的重要组成部分,用于实现尾轴随尾梁折叠功能,有效减少舰载直升机舰载存放空间。国外折叠机构技术研究已相对完善,弧齿式折叠机构构型可靠性好、自动化程度高,符合海军装备发展需求,为国内尾轴折叠机构构型发展提供了技术支持和技术路径,也为尾轴折叠技术在直升机传动系统上的应用指明了方向。

某变转速涡轴发动机优化设计与调试研究

为确定某变转速涡轴发动机验证机的性能调试方案,本文根据各部件性能要素的设计和试验结果,分别按照单要素偏差、单部件偏差、所有部件综合性能偏差对整机性能的影响进行了计算评估。结合发动机已进行的试验结果,制定了部件改进设计要求和优化调试方案。试验结果表明,优化方案达到了预期效果,发动机性能可以满足验证机阶段的设计指标。

齿轮箱浸油润滑流场及温度场仿真分析

为了研究浸油润滑齿轮箱的内部流场和温度场,采用RNGk-ε湍流模型、流体体积(VOF)模型和动网格模型,对齿轮箱内部流场进行动态数值模拟;应用多重参考系(MRF)模型对齿轮箱进行稳态温度场仿真,分析齿轮转速、浸油深度及滑油黏度等对齿轮温度场的影响。研究结果表明:运用动网格法可以较好地对齿轮箱中的油液分布、速度场和压力场进行仿真;MRF模型可以用于对齿轮箱稳态温度场进行分析,且齿轮转速、浸油深度和滑油黏度对齿轮啮合面的温度影响较大。

某型变转速直升机传动系统动力学特性分析

参考国外两级变速传动构型,基于某型直升机主减的结构布局,设计两级变转速直升机传动系统。利用集中质量法建立该型变转速直升机传动系统的动力学模型,模型中考虑时变啮合刚度、齿面摩擦、行星轮系的啮合相位以及各级齿轮副的综合传递误差等因素,推导系统的动力学微分方程。利用龙格库塔法进行数值求解,对比分析变转速直升机在相同工况下,高速级与低速级传动路径中系统的固有特性、动载荷、行星轮系的均载以及系统各级齿轮传动之间的耦合响应特性,研究输入功率、输入转速和摩擦因数对系统动力学特性的影响。研究结果表明:系统高速级路径中各级齿轮动载系数波动幅度较小,但低速级路径中两级行星轮系均载特性更优;可通过适当提高输入功率,降低输入转速来改善变速系统的动力学特性。

滑动轴承支撑下齿轮耦合转子系统弯扭耦合振动特性分析

在综合考虑齿轮副齿侧间隙以及滑动轴承的油膜力等非线性因素的基础上,建立滑动轴承-双转子-齿轮耦合系统的非线性动力学模型。通过数值仿真的方法研究耦合系统参数对齿轮副啮合冲击特性的影响规律,以及系统稳定性随转速的分岔规律。研究结果表明,滑动轴承的油膜对齿轮耦合转子系统的混沌运动具有显著的镇定作用;滑动轴承间隙以及转子质量偏心设计不当将会导致系统齿轮副产生单边冲击现象。

无人直升机主减舱散热性能分析

主减速器是无人直升机传动系统的重要组成部分,为防止高温影响其工作性能,针对某无人直升机主减速器,建立了主减速器舱三维模型;应用CFD(计算流体动力学)对其前飞状态下的主减速器舱流场及温度场进行了数值仿真,研究其流场和温度场分布,得到了提升主减舱散热效果的方法。结果表明:增大侧排气口能有效抑制侧排气口附近的涡流;调节风扇与主减速器的距离,将圆形导风罩改为方形导风罩加导风圈的形式及调节风扇与散热器之间的距离等方法均可以降低散热器散热的不均匀性,提高散热性能。

斜齿轮轮齿接触有限元分析的新方法研究

提出一种新的基于斜齿轮啮合特性的有限元网格单元划分方法,使得啮合过程中接触线依次通过各单元节点,求解齿面柔度系数矩阵。建立斜齿轮轮齿接触分析模型,考虑参与及未参与啮合点的相互影响,通过引入边界条件及变形协调条件,建立及求解载荷平衡方程。计算一组斜齿轮副算例的时变啮合刚度、齿面变形及齿面载荷分布,且与按GB/T 3480—1997计算的啮合刚度进行对比,证明该方法的可靠性。

基于ANSYS Workbench的角接触球轴承温度场分析

以角接触球轴承7014C为研究对象,在ANSYS Workbench中建立了有限元模型,综合考虑转速及润滑的影响,对其进行稳态热分析;建立了油气润滑机械主轴温度特性试验台,并通过轴承测温试验验证了模型的可靠性。结果为机械主轴油气润滑系统的参数选择提供了参考依据,具有一定的工程实用价值,为进一步研究轴承的疲劳寿命奠定基础。

基于遗传退火优化的小波神经网络预测模型

为了获得更准确的预测结果及更优良的预测性能,将遗传退火算法与小波神经网络相结合,设计了一种基于遗传退火优化的小波神经网络预测模型。利用MATLAB开发出界面友好、使用方便的图形用户界面,通过实例仿真进行了验证。

鼓形齿联轴器在折叠机构中的应用

将鼓形齿联轴器应用于折叠运动中,得到了新型的鼓形齿联轴器折叠机构。基于Adams虚拟样机对该折叠机构开展了运动仿真及分析,得到了机构实现折叠所需要的鼓形齿联轴器的最大角位移。依据鼓形齿联轴器的最大角位移量确定了鼓形齿的修形参数。

二次节流管道流量系数计算方法研究

为得出二次节流管道的流量系数,需要对节流孔板的流量系数进行理论推导。再应用ANSYS建立二次节流管道的三维模型,运用FLUENT软件对二次节流管道进行仿真,得出二次节流管道结构参数对流量的影响。在此基础上,拟合出二次节流流量系数的公式。应用MATLAB编程,程序可实现输入二次节流管道相关参数得出二次节流流量系数公式的功能。

不同载荷下六孔束腰型叠片联轴器有限元应力仿真研究

叠片联轴器工作时经常会受到转矩、离心力、轴向位移和角向位移的作用,对叠片联轴器在以上各种载荷下的应力分析,能够为动力装置的安全运行提供可靠保证。建立了考虑叠片之间接触影响的六孔束腰型叠片联轴器有限元模型,分析了联轴器在转矩、离心力、轴向位移和角向位移单独作用下的叠片应力大小和分布特征,并通过改变螺栓的预紧力和叠片间的摩擦因数,研究了它们对联轴器应力特性的影响。结果表明,增大螺栓预紧力和摩擦因数会导致联轴器在转矩、轴向位移和角向位移作用下最外层叠片的最大等效应力值增大,但对离心力作用下的应力影响不大。

基于机器视觉的齿面点蚀面积特征提取的研究

在齿轮接触疲劳试验中,需要定期检查齿面点蚀状况。提出了一种基于机器视觉的齿面点蚀面积特征提取方法。针对试验齿轮箱空间窄,会使获得的齿面点蚀图像曝光不足或过度而使图像在获取、传输过程中产生噪声的问题,利用基于遗传算法的图像增强操作突出点蚀区域,抑制其他区域,并利用中值滤波及小波变换去除图像中的噪声,再将获得的图像进行分割、面积特征提取,最终通过实例验证了该方法能够准确、快速、有效地获取齿面点蚀面积,并利用Matlab图形界面(GUI)实现了机器视觉处理算法集成和交互可视化功能,为用户快速获取点蚀区域面积提供了便利。

环形橡胶-硅油组合式减振器静态刚度特性研究

以环形橡胶-硅油组合式减振器为研究对象,通过ANSYS开展了其静态刚度特性研究。通过橡胶样件的单轴拉伸试验,基于试验数据拟合确定了多种橡胶超弹性本构模型参数。分别建立了减振器固体有限元模型和流体有限元模型,进行静态刚度仿真。通过试验机开展了该减振器静态刚度试验。对比分析静态仿真与静态试验,选取了Neo-Hookean超弹性本构模型,分析了橡胶外径、橡胶内径和硅油粘度对静态刚度的影响。研究结果为该减振器的应用提供了支持。

基于图像处理的齿面剥落故障的啮合刚度及动力学特性分析

齿面剥落是齿轮表面出现形状不规则的局部凹坑,在齿轮啮合刚度的计算中,常用的方法是将齿面剥落简化成特定规则的形状进行研究,具有较大的局限。基于图像处理技术提取剥落故障的边缘特征,根据像素点对剥落区域进行离散,拟合出剥落宽度函数;依据势能法原理,建立故障齿轮啮合刚度计算模型,并进行动力学分析。结果表明,与矩形剥落故障相比,图像处理后的故障齿轮啮合刚度更准确的反映出轮廓特征,消除了因简化而造成的刚度和加速度响应的突变点,适用于任意形状、大小的剥落区域,无需改变数学模型,具有较好的通用性。

单输入齿轮分扭传动系统动态均载的刚度敏感性分析

基于集中参数法,建立了单输入齿轮分扭传动系统动力学模型,推导了系统动力学方程,分析了系统的动力学均载系数和均载系数的敏感度,研究了两分支双联轴扭转刚度和支撑刚度的偏差对系统均载系数的影响以及系统均载系数对双联轴扭转刚度和支撑刚度的敏感度。研究结果表明,系统均载系数随左分支双联轴刚度偏差值的增大先减小后增大,随右分支双联轴刚度偏差值的增大而增大;均载系数对双联轴扭转刚度的敏感度大于支撑刚度。

机械原理本科课程线上教学方法探讨

机械原理是一门机械类各专业的必修专业基础课,是研究机械的基本理论,也是一门主干课程。2020年,面对突发的公共卫生事件,为确保学习进度,开展了机械原理本科课程的线上教学活动。与线下教学相比,线上教学存在一定劣势,为提升机械原理课程线上教学质量,课程组团队结合机械原理本科教学大纲要求和特点,探索了线上教学方法,开展了教学实践活动,分析了机械原理本科课程线上教学的成果与心得,希望能为后续机械原理本科课程线上教学提供帮助。