定轴齿轮箱故障振动特性仿真及实验研究

以单级定轴齿轮箱为研究对象,通过多体动力学软件LMS Virtual. Lab建立定轴齿轮箱刚柔耦合模型,研究了定轴齿轮箱平稳型故障和冲击型故障振动响应频率特征。仿真中考虑了故障及故障引起的转速波动对箱体振动加速度的影响,并通过频谱图分析了箱体振动响应信号频率特征。最后实验模拟了平稳型故障和冲击型故障,实测振动响应信号频率特征能够验证仿真分析结果,从而说明了仿真模型的合理性,为定轴齿轮箱故障诊断提供了理论依据。     

高速列车刚柔耦合动力学仿真分析

研究了高速列车弹性车体对整车动力学性能的影响。为分析弹性车体对列车运行的影响,首先建立了车体有限元模型,计算了车体的模态,并生成模态中性文件将其导入VI-Rail软件,然后将柔性车体和前、后转向架子系统组装成刚柔耦合整车模型,分析了其对运动稳定性、运行平稳性、运行安全性的影响。通过与刚性车体动力学模型仿真结果的对比表明:弹性车体模型会使整车各项动力学性能指标略大于刚性车体模型。     

基于刚柔耦合模型的混凝土泵车臂架系统动力学仿真

以某五节臂混凝土泵车臂架系统为研究对象,结合有限元理论和多体动力学理论,采用模态综合法,建立混凝土泵车臂架系统的刚柔耦合模型,以实测转台位移时间历程为激励,通过动力学仿真软件ADAMS对水平工况下臂架系统的泵送过程进行了动力学仿真,通过现场试验数据,验证了该方法的合理性。为泵车臂架系统结构动力学分析和结构改进提供了一种有效方法。     

某曲轴缸体系统刚柔耦合动力学仿真研究

曲柄连杆活塞机构是发动机的重要组成部分,在运动中会受到周期性的激振力作用,直接影响着系统工作的平顺性和零部件的寿命。针对某直列6缸柴油机使用虚拟样机仿真软件ADAMS搭建了曲轴缸体系统的刚柔耦合多体动力学仿真平台,通过对活塞的位移、速度和加速度的运动规律进行模拟,以及对气缸体所受侧向冲击力和曲轴载荷及主轴颈最小油膜厚度等特性进行仿真,得到了较为可靠的运动学和力学数据。结果表明,软件模拟仿真结果与柴油机实际情况基本一致,为曲轴缸体系统进一步优化设计和提高整体性能提供了理论依据。     

基于刚柔耦合模型的动车组齿轮箱箱体振动特性研究

以国内某型动车组齿轮箱为研究对象,着重研究箱体的振动特性。首先在SolidWorks软件中建立齿轮箱整体结构的三维模型,然后利用ANSYS软件将箱体柔性化,最后在ADAMS软件中建立齿轮系统刚性且箱体柔性的刚柔耦合模型,分析箱体在内部激励下的振动特性。研究结果表明,箱体不同部位的振动特性不同,振动位移较为明显的区域在上箱体顶端和上箱体大齿轮轴承座处,振动速度较为显著的区域在小齿轮轴承座和下箱体大齿轮轴承座处,振动加速度较为突出的区域在小齿轮轴承座和上箱体观察口处。以上研究方法与结论,能够为动车组齿轮箱箱体的结构优化和健康监测提供相应参考。     

行星齿轮箱太阳轮裂纹故障仿真及实验研究

在动力学仿真软件LMS Virtual. Lab中建立含3个行星轮的单级行星齿轮箱刚柔耦合模型,首次利用CAD Contact Force轮廓识别功能产生与轮齿相应的内部激励,建立了太阳轮齿根裂纹与轮系响应信号的映射关系。正常啮合工况,响应阶次谱中的峰值阶次为各阶理论啮合频率附近能被行星轮通过频率阶次整除的成分;受传感器固定位置的测试方式影响,峰值阶次附近出现关于行星架转频及其谐次的调制边带。太阳轮齿根裂纹工况,响应阶次谱中出现2组新的以太阳轮裂纹故障特征阶次为间隔的共振调制边带,2组调制边带间隔为太阳轮绝对转频阶次与行星轮个数倍行星架转频阶次之差。研究结果表明实验信号与仿真结果相符。     

铁路货车轴承内圈故障动力学仿真分析

以我国铁路货运列车的主力轴承——197726型轴承为研究对象,开展故障轴承动力学建模和仿真分析,探索轴承动力学响应特性随故障尺寸的变化规律。综合考虑轴承内部结构、约束关系、摩擦润滑和载荷条件,建立了轴承内圈存在滚道损伤故障时的刚-柔耦合动力学模型,并通过轮对跑合实验及包络谱分析验证了模型的有效性。最后,通过一系列动力学仿真分析,研究了轴承动力学响应特性。研究结果表明,随着内圈故障尺寸的增大,保持架晃动增强,对轴承正常运行起到阻碍作用;当故障尺寸增加到一定程度时,内圈故障处变形量、滚子质心波动、滚子与内外圈接触力均出现突变趋势,反映了内圈损伤程度大小可以通过轴承零部件动力学响应的变化趋势来判断。研究对货运列车轴承故障诊断和损伤程度精确识别具有理论指导意义。     

回转支承局部故障动力学建模及仿真分析

为探究盾构主轴承主推力滚子局部故障条件下的动力学行为,基于主轴承的几何结构与工作原理,搭建了主轴承缩比试验台,建立了主推力滚子轴承动力学模型。通过仿真与实验结果的对比,验证了所建模型的有效性。引入滚动体几何划痕模拟滚动体局部故障,建立了主推力滚子局部故障动力学模型。对比了健康滚子和故障滚子动应力状态,并且探究了转速和轴向载荷对轴承动态应力的影响。结果表明：滚子故障导致其动态应力迅速增加,可能会引起轴承进一步失效。在一定范围之内,轴向载荷比转速对故障区域应力影响更大。此外,该模型可应用于推力轴承动力学、故障诊断等相关研究。     

基于刚-柔耦合模型的高速机车齿轮传动系统断齿故障仿真分析

用三维建模软件SOLIDWORKS对DF4B型机车走行部传动系统进行建模,并利用有限元软件ANSYS对故障齿轮进行柔性建模,再将三维模型导入动力学仿真软件ADAMS中,建立刚-柔耦合模型并进行仿真,最后分析了不同测点处的振动仿真结果。结果表明:通过对不同故障齿轮的振动信号进行频谱分析可准确的判断出故障的发生频率及故障的严重程度。通过对同一故障的不同测点进行分析可知振动信号的传递性,从而为状态监测中传感器的布置提供了理论依据。 更多还原     

某动车组齿轮箱疲劳强度仿真分析

针对某高速动车组齿轮箱,分析其工作工况下的疲劳强度以及极限工况下强度,运用齿轮计算软件提取电机激励载荷,然后运用有限元分析软件对齿轮箱极限工况与工作工况进行强度与疲劳强度分析。分析表明:在工作工况下箱体疲劳强度满足设计要求;在极限工况下箱体强度满足要求,个别螺栓强度不合格,螺栓经尺寸优化后满足设计要求。     

基于VMD-FastICA的齿轮箱故障诊断

针对齿轮箱故障信号微弱且易受周围噪声影响的问题,提出了一种基于变分模态分解(VMD)的独立分量(ICA)算法。该方法首先将采集的信号进行MCKD降噪,将降噪后的信号利用VMD算法分解为多个不同的本征模态分量(IMF),然后依据快速谱峭度图和相关系数选取有效的IMF分量进行重构信号,对于重构信号利用FastICA再次进行降噪处理,根据FastICA降噪后得到的故障特征分量,可以有效地识别故障。结果表明:该方法可以更清晰、准确地提取出故障特征频率和找出故障发生的位置。     

基于正交试验的间歇传动链动力学仿真研究

以间歇传动链为研究对象,建立了该系统的虚拟样机。运用正交法设计试验,选择输入轴转速、导轨材料阻尼系数、链条和导轨之间的库仑动摩擦系数、预紧弹簧刚度和集中质量共5个因素作为试验参数,以链条附件加速度值作为振动指标,进行了间歇传动链的动力学仿真研究。     

基于Matlab的SAW模态耦合模型的仿真研究

谐振型的声表面波(SAW)传感器的设计需对谐振器进行数学模型建立。为此,提出了一种新的基于模态耦合模型的SAW谐振器模型,并分别给出了单端口SAW谐振器和双端口SAW谐振器主要模型参数的建立过程。借助新模型成功地对R433.92型单端口SAW谐振器和F3810型双端口SAW谐振器进行仿真,并且借助两种谐振器的等效电路对仿真结果进行实验验证。仿真和实验结果表明:采用新模型对谐振型SAW传感器仿真是可行的。     

基于元胞传输的高速公路节点耦合仿真模型

研究基于元胞传输关系的高速公路节点耦合仿真模型的建立问题。从高速公路复杂网络系统综合仿真模型建立需要出发,基于各路段传输关系,定义不同类型节点并建立其流量动力学模型;按照节点传输关系建立高速公路节点耦合仿真模型。结合具体例子对所建立的节点动力学模型、节点耦合模型通过流量比较、宏观基本图比较予以验证,在此基础上进行拥堵下基于复杂网络牵制同步的高速公路多匝道协调控制实验研究。结果表明:所建立的交通流节点耦合仿真模型能够从不同尺度映射高速公路节点及其关系,可用于基于复杂网络理论方法的高速公路管理控制中。     

基于多刚体有限元耦合仿真的翻滚事故再现

基于实际汽车翻滚事故信息,利用MADYMO仿真软件开展事故仿真再现研究,建立了适用于车辆翻滚的多刚体有限元耦合模型。翻滚建模过程中汽车的底盘部分采用多刚体建模方法搭建翻滚相关的悬架系统,整车的白车身与内饰等采用有限方法元建模并与多刚体耦合。仿真结果表明:模型中整车滑移量为6.5 m,与事故场景基本一致;仿真中整车的前端变形量为105 mm且变形模式与事故车相似,验证了该建模方法的准确性。基于事故再现模型分析了安全气囊对乘员的保护效果,结果表明:引入安全气囊后,假人头部HIC降低了28%。     

电力设备基于小波神经网络故障检测方法的仿真研究

提出了一种基于小波神经网络非线性观测器的故障检测方法。它是将规范正交的小波函数作为基函数网络中的基函数 ,得到小波神经网络。通过小波的去噪和神经网络的自学习功能 ,获取系统输入输出的非线性动力学特性 ,进而实时计算出残差并进行逻辑判决 ,可提高故障检测的速度和准确率。对同步交流电机的结构损伤故障进行了仿真 ,结果表明了该方法的有效性     

重载货车刚柔耦合模型的轮轨接触及振动传递规律研究

为研究重载货车振动特性,以我国轴重最大的某型30 t轴重重载货车为研究对象。首先采用有限元方法建立了轮对的弹性模型,进而在UM软件中进行总体集成,建立了考虑与不考虑轮对弹性的货车刚体模型以及刚柔耦合振动模型,给出了柔性体轮对的自由振动模态,以及柔性轮对的建模方法,对比分析了轮轨接触关系以及2种模型不同位置的振动加速度。结果显示,柔性轮对的弹性结构不仅能缓和轮轨之间的刚性作用,而且还缓和了中央悬挂以下的刚性振动,由于中央悬挂发挥了较好的隔振性能,故轮对柔性建模对车体、摇枕的振动影响较小。因此开展轮对柔性振动研究及其动态影响对于重载铁路车辆装备设计具有重要意义。     

基于模拟退火算法的机车齿轮箱故障诊断系统

为了预测电力机车齿轮箱存在的潜伏性故障，设计了一种电力机车齿轮箱故障诊断系统。该系统通过VB调用Access数据库和基于模拟退火算法的BP神经网络模型，实现了对电力机车齿轮箱故障诊断的可视化操作。根据光铁谱技术原理，磨粒浓度的变化体现了齿轮箱内部的故障类型。因此，利用模拟退火的思想建立BP网络模型，收集电力机车齿轮箱的故障数据并进行归一化处理，处理后的数据作为网络的输入，故障类型的编码作为网络的目标输出。对模型进行了仿真和测试，结果表明该模型诊断电力机车齿轮箱故障准确率较高，可用于电力机车齿轮箱故障诊断系     

基于随机共振的齿轮箱早期故障诊断研究

随机共振在微弱故障诊断中相对线性系统具有明显优势,能显著增强信号的信噪比。将随机共振与共振解调相结合来检测齿轮箱的早期裂纹故障,首先通过带通滤波选取共振频带,然后通过Hilbert进行解调,最后采用归一化方法调节随机共振的系统参数得到故障特征输出。对仿真信号和QPZZ Ⅱ齿轮故障系统实测数据的处理结果表明,该方法与传统共振解调相比具有明显优势,为齿轮箱故障诊断提供了一种更为有效的途径。     

基于系统动力学的政府购买养老服务过程管理仿真研究

文章在结合中国典型城市政府购买养老服务实际案例的基础上,通过对政府向社会机构购买养老服务的规划、招标、监管、评估四个子系统的运行机制和反馈关系的深入分析,利用系统动力学方法理论,研究政府购买养老服务管理机制系统的变量关系,构建SD系统结构模型,最终得到主要变量仿真模拟预测结果,对政府购买养老服务管理机制的发展战略提供政策支持.