齿轮系统啮合仿真与共振可靠性分析
发布时间：2021-11-12 20:52
齿轮传动系统在现代化的工业进程中有着无可替代的作用,在电力、能源、交通等领域都得到了广泛的应用。作为机械系统中的重要传动部件,齿轮系统必须满足低噪音、轻量化、高可靠性、长寿命的要求。而在工程实际中,共振是齿轮发生振动失效的常见形式；传递误差的波动会对齿轮造成振动冲击,因此,对齿轮系统的共振可靠性、传递误差可靠性进行分析,对齿轮系统的设计具有重要意义。本文从工程应用的角度出发,以齿轮传动系统为研究对象,应用有限元法,Monte-Carlo法,响应面法等方法,对齿轮系统的共振可靠性及传递误差可靠性进行了分析,主要工作分成如下两部分：第一部分是对齿轮系统共振可靠性的分析。基于ANSYS参数化设计语言（APDL）建立了齿轮传动系统参数化模型,并应用ANSYS的模态分析及概率设计技术（PDS）对单轴齿轮系统的模态、共振可靠性及可靠性敏感度进行分析,形成了命令流,可实现参数化建模及分析全过程；将多轴齿轮系统等效成多自由度集中参数系统,应用MATLAB计算技术分析系统共振可靠性。第二部分是对齿轮系统传递误差可靠性的分析。建立了相互啮合的齿轮系统参数化模型,应用ANSYS对齿轮副进行啮合仿真,得到传递...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及其研究意义
1.2 相关领域研究现状
1.2.1 齿轮系统动力学研究现状
1.2.2 机械可靠性研究现状
1.3 课题主要研究内容
第2章 齿轮系统结构振动模态分析
2.1 齿轮系统模态分析基础
2.1.1 振动模态理论
2.1.2 模态分析建模方法
2.1.3 ANSYS模态分析功能
2.2 齿轮系统参数化模型的建立
2.3 齿轮系统模态分析
2.3.1 齿轮系统有限元模型的建立及模态分析
2.3.2 齿轮系统模态分析结果
第3章 齿轮系统随机参数共振可靠性及敏感度分析
3.1 可靠性概述
3.2 Monte-Carlo模拟法
3.3 齿轮系统随机参数共振可靠性及灵敏度分析方法
3.3.1 共振问题失效分析
3.3.2 ANSYS概率设计技术
3.4 齿轮系统共振可靠性及敏感度分析
3.4.1 系统共振失效范围
3.4.2 系统频率可靠性及敏感度分析
第4章 多轴齿轮系统共振可靠性分析
4.1 齿轮系统扭转振动模态分析理论
4.1.1 齿轮-转子系统扭转振动分析模型
4.1.2 多自由度系统固有频率求解方法
4.2 多轴齿轮传动系统扭转振动模型的建立
4.2.1 扭振动力学模型的建立
4.2.2 模型参数的确定
4.3 多轴齿轮传动系统扭转振动模态及可靠性分析及结果
第5章 齿轮系统传递误差仿真计算
5.1 齿轮系统传递误差
5.2 两轴齿轮系统实体模型的建立
5.3 两轴齿轮系统有限元模型的建立
5.3.1 实体模型的网格划分
5.3.2 创建接触对
5.3.3 施加边界条件和载荷
5.4 齿轮系统传递误差仿真计算结果
第6章 齿轮系统传递误差可靠性及敏感度计算
6.1 响应面法
6.2 齿轮系统传递误差可靠性及敏感度计算
6.2.1 齿轮系统传递误差极限状态函数的建立
6.2.2 齿轮系统传递误差可靠性及敏感度计算
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于响应面方法的汽轮机叶片静动频概率设计及敏感性分析[J]. 段巍,王璋奇. 中国电机工程学报. 2007(20)
[2]基于ANSYS的齿轮参数化建模及其应用[J]. 包家汉,张玉华,薛家国. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2005(01)
[3]具有相关失效模式的多自由度非线性结构随机振动系统的可靠性分析[J]. 张义民,王顺,刘巧伶,闻邦椿. 中国科学E辑:技术科学. 2003(09)
[4]随机结构系统振动的频率可靠性分析[J]. 张义民,闻邦椿. 机械强度. 2002(02)
[5]岩体工程可靠性分析的响应面方法及应用[J]. 苏永华,王旭春,张宗社. 工程地质学报. 2001(04)
[6]非线性转子动力学研究综述[J]. 黄文虎,武新华,焦映厚,夏松波,陈照波. 振动工程学报. 2000(04)
[7]用谐波平衡法分析齿轮耦合的转子—轴承系统的动力特性[J]. 张锁怀,李忆平,丘大谋. 机械工程学报. 2000(07)
[8]基于模糊失效准则的机械结构广义静强度的模糊可靠性计算理论[J]. 黄洪钟. 机械强度. 2000(01)
[9]机械零件振动的可靠性设计[J]. 史进渊,杨宇,孙庆,沈鸣浩,张汉英,龚汉声. 振动工程学报. 1999(04)
[10]齿轮非线性振动研究综述[J]. 杨宏斌,邓效忠,高建平,方宗德. 中国机械工程. 1999(07)
本文编号：3491639
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及其研究意义
1.2 相关领域研究现状
1.2.1 齿轮系统动力学研究现状
1.2.2 机械可靠性研究现状
1.3 课题主要研究内容
第2章 齿轮系统结构振动模态分析
2.1 齿轮系统模态分析基础
2.1.1 振动模态理论
2.1.2 模态分析建模方法
2.1.3 ANSYS模态分析功能
2.2 齿轮系统参数化模型的建立
2.3 齿轮系统模态分析
2.3.1 齿轮系统有限元模型的建立及模态分析
2.3.2 齿轮系统模态分析结果
第3章 齿轮系统随机参数共振可靠性及敏感度分析
3.1 可靠性概述
3.2 Monte-Carlo模拟法
3.3 齿轮系统随机参数共振可靠性及灵敏度分析方法
3.3.1 共振问题失效分析
3.3.2 ANSYS概率设计技术
3.4 齿轮系统共振可靠性及敏感度分析
3.4.1 系统共振失效范围
3.4.2 系统频率可靠性及敏感度分析
第4章 多轴齿轮系统共振可靠性分析
4.1 齿轮系统扭转振动模态分析理论
4.1.1 齿轮-转子系统扭转振动分析模型
4.1.2 多自由度系统固有频率求解方法
4.2 多轴齿轮传动系统扭转振动模型的建立
4.2.1 扭振动力学模型的建立
4.2.2 模型参数的确定
4.3 多轴齿轮传动系统扭转振动模态及可靠性分析及结果
第5章 齿轮系统传递误差仿真计算
5.1 齿轮系统传递误差
5.2 两轴齿轮系统实体模型的建立
5.3 两轴齿轮系统有限元模型的建立
5.3.1 实体模型的网格划分
5.3.2 创建接触对
5.3.3 施加边界条件和载荷
5.4 齿轮系统传递误差仿真计算结果
第6章 齿轮系统传递误差可靠性及敏感度计算
6.1 响应面法
6.2 齿轮系统传递误差可靠性及敏感度计算
6.2.1 齿轮系统传递误差极限状态函数的建立
6.2.2 齿轮系统传递误差可靠性及敏感度计算
第7章 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于响应面方法的汽轮机叶片静动频概率设计及敏感性分析[J]. 段巍,王璋奇. 中国电机工程学报. 2007(20)
[2]基于ANSYS的齿轮参数化建模及其应用[J]. 包家汉,张玉华,薛家国. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2005(01)
[3]具有相关失效模式的多自由度非线性结构随机振动系统的可靠性分析[J]. 张义民,王顺,刘巧伶,闻邦椿. 中国科学E辑:技术科学. 2003(09)
[4]随机结构系统振动的频率可靠性分析[J]. 张义民,闻邦椿. 机械强度. 2002(02)
[5]岩体工程可靠性分析的响应面方法及应用[J]. 苏永华,王旭春,张宗社. 工程地质学报. 2001(04)
[6]非线性转子动力学研究综述[J]. 黄文虎,武新华,焦映厚,夏松波,陈照波. 振动工程学报. 2000(04)
[7]用谐波平衡法分析齿轮耦合的转子—轴承系统的动力特性[J]. 张锁怀,李忆平,丘大谋. 机械工程学报. 2000(07)
[8]基于模糊失效准则的机械结构广义静强度的模糊可靠性计算理论[J]. 黄洪钟. 机械强度. 2000(01)
[9]机械零件振动的可靠性设计[J]. 史进渊,杨宇,孙庆,沈鸣浩,张汉英,龚汉声. 振动工程学报. 1999(04)
[10]齿轮非线性振动研究综述[J]. 杨宏斌,邓效忠,高建平,方宗德. 中国机械工程. 1999(07)
本文编号：3491639
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