基于虚拟样机技术的齿轮系统动力学分析
发布时间：2022-01-22 11:08
齿轮传动系统是机械系统的重要组成部分,其工作性能对整个系统有着至关重要的影响。本文对虚拟样机技术定义进行总结,对其概念的内涵与外延进行描述,并基于虚拟样机技术对某发动机齿轮传动系统进行动力学分析,求解其外部瞬态激励载荷,并对多刚体动力学分析流程进行规范。本文采用两种不同的方法建立齿轮传动系统多刚体动力学模型,将两种求解结果进行对比,并对这两种建模方法进行评价,最后对不同软件系统之间的接口转化进行了探索。由于基于刚体动力学的分析无法得到齿轮结构的动态特性,本文基于有限元理论及其应用软件,对齿轮传动系统瞬态性能进行分析,并将有限元求解流程进行规范。采用MSC.Nastran对齿轮进行结构模态分析,针对齿轮啮合过程中接触的非线性特性,采用MSC.Marc分析齿轮接触瞬态特性。在齿轮弹性接触有限元动态分析过程中,本文对计算中关键的边界条件和载荷的施加等问题进行探索,采用刚体控制方法对齿轮施加转速与转矩,求解结果验证了这种方法的有效性。本文还将应力波理论应用于齿轮动态响应分析中,基于有限元算法对齿轮啮合过程中的应力传递情况进行探索,并探讨齿轮修形对啮合过程动应力的影响进行,为齿轮动态设计提供一种...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中列出各
制造和装配过程的公差、装配、序列等问题。虚拟样机技术很大程度是对现有计算机技术的继承和整合，与传统的CAD、CAE、CAM技术有相当大的关联。具体对比关联如图2一2所示:设计分析产品虚虚阱鞠毛 毛数数郭拼翔 111 CCCADDD虚虚圈鞠嵌术 术功功育幽翻井阳毛毛 CCCAEEE虚虚扣产品 品虚虚拟工厂仿真真 CCCAMMM图2一2虚拟样机技术与 CAD/CAE/CAM的比较和联系Fig.2一 2TheeomParationofVPTandCAD/cAE/CAM本文通过建立虚拟样机，采用虚拟样机技术，对齿轮传动系统性能进行分析，研究过程不涉及虚拟工厂仿真。2.2虚拟样机技术在本文中的应用借助虚拟样机技术，在产品设计阶段，可以驱动虚拟样机进行实体物理样机在实验室或试验场所能做的性能测试与评估，并直接根据评估结果进行设计过程中的修改;虚拟样机还能直接实现多功能优化，以取得运动学和动力学性能、安全性、耐久性、舒适性及成本等全面性能要求的良好平衡。这两者是传统实体物理样机所不及的。此外借助于功能虚拟样机技术，可以实现工程师之间更为紧密的合作，还可以建立制造商与供应商之间更为和谐的关系〔’3J〔’5]。虚拟样机技术的理论基础主要是计算多体系统动力学理论和有限元理论，通过商业化虚拟样机技术软件实现应用。其具体研究内容、软件支撑系统及基础理论如图2一3所示:
制造和装配过程的公差、装配、序列等问题。虚拟样机技术很大程度是对现有计算机技术的继承和整合，与传统的CAD、CAE、CAM技术有相当大的关联。具体对比关联如图2一2所示:设计分析产品虚虚阱鞠毛 毛数数郭拼翔 111 CCCADDD虚虚圈鞠嵌术 术功功育幽翻井阳毛毛 CCCAEEE虚虚扣产品 品虚虚拟工厂仿真真 CCCAMMM图2一2虚拟样机技术与 CAD/CAE/CAM的比较和联系Fig.2一 2TheeomParationofVPTandCAD/cAE/CAM本文通过建立虚拟样机，采用虚拟样机技术，对齿轮传动系统性能进行分析，研究过程不涉及虚拟工厂仿真。2.2虚拟样机技术在本文中的应用借助虚拟样机技术，在产品设计阶段，可以驱动虚拟样机进行实体物理样机在实验室或试验场所能做的性能测试与评估，并直接根据评估结果进行设计过程中的修改;虚拟样机还能直接实现多功能优化，以取得运动学和动力学性能、安全性、耐久性、舒适性及成本等全面性能要求的良好平衡。这两者是传统实体物理样机所不及的。此外借助于功能虚拟样机技术，可以实现工程师之间更为紧密的合作，还可以建立制造商与供应商之间更为和谐的关系〔’3J〔’5]。虚拟样机技术的理论基础主要是计算多体系统动力学理论和有限元理论，通过商业化虚拟样机技术软件实现应用。其具体研究内容、软件支撑系统及基础理论如图2一3所示:
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Mechanism/Pro的汽车悬架系统运动仿真[J]. 武志斐,王铁,张瑞亮. 计算机仿真. 2008(08)
[2]柴油发动机传动机构齿轮应力分析[J]. 李光辉,王铁,张瑞亮. 农业装备与车辆工程. 2008(04)
[3]军用车辆传动系零件载荷谱的建立[J]. 陈东升,项昌乐,陈欣. 机械强度. 2002(02)
[4]齿轮系统有限元模态分析[J]. 陶泽光,李润方,林腾蛟. 机械设计与研究. 2000(03)
[5]齿轮系统动力学的理论体系[J]. 王建军,李润方. 中国机械工程. 1998(12)
博士论文
[1]直齿锥齿轮修形方法研究[D]. 陈霞.华中科技大学 2006
[2]齿轮传动系统耦合振动响应及抗冲击性能研究[D]. 杨成云.重庆大学 2006
[3]高速重载齿轮传动热弹变形及非线性耦合动力学研究[D]. 李绍彬.重庆大学 2004
硕士论文
[1]齿轮系统有限元分析与动力学研究[D]. 郭浩.武汉理工大学 2007
[2]齿轮副非线性动力学模型的建立与分析[D]. 宋少芳.吉林大学 2007
[3]三自由度非线性齿轮系统灵敏度分析及ADAMS仿真[D]. 关喜春.吉林大学 2006
[4]基于应力波传播理论的齿轮动应力分析[D]. 陈乾堂.西北工业大学 2006
[5]基于虚拟技术的曲轴系统多体动力学研究[D]. 程晓鸣.天津大学 2006
[6]航空减速器螺旋锥齿轮啮合仿真分析[D]. 李源.国防科学技术大学 2005
[7]汽车变速器齿轮啮合瞬态性能分析研究[D]. 常志权.重庆大学 2005
[8]基于虚拟样机的门座起重机组合臂架系统动力学仿真研究[D]. 李端.武汉理工大学 2005
[9]齿轮应力与变形精确分析中的有限元建模研究[D]. 周长江.中南大学 2004
[10]基于虚拟样机技术的航炮系统动力学仿真研究[D]. 王娟.西北工业大学 2004
本文编号：3602087
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中列出各
制造和装配过程的公差、装配、序列等问题。虚拟样机技术很大程度是对现有计算机技术的继承和整合，与传统的CAD、CAE、CAM技术有相当大的关联。具体对比关联如图2一2所示:设计分析产品虚虚阱鞠毛 毛数数郭拼翔 111 CCCADDD虚虚圈鞠嵌术 术功功育幽翻井阳毛毛 CCCAEEE虚虚扣产品 品虚虚拟工厂仿真真 CCCAMMM图2一2虚拟样机技术与 CAD/CAE/CAM的比较和联系Fig.2一 2TheeomParationofVPTandCAD/cAE/CAM本文通过建立虚拟样机，采用虚拟样机技术，对齿轮传动系统性能进行分析，研究过程不涉及虚拟工厂仿真。2.2虚拟样机技术在本文中的应用借助虚拟样机技术，在产品设计阶段，可以驱动虚拟样机进行实体物理样机在实验室或试验场所能做的性能测试与评估，并直接根据评估结果进行设计过程中的修改;虚拟样机还能直接实现多功能优化，以取得运动学和动力学性能、安全性、耐久性、舒适性及成本等全面性能要求的良好平衡。这两者是传统实体物理样机所不及的。此外借助于功能虚拟样机技术，可以实现工程师之间更为紧密的合作，还可以建立制造商与供应商之间更为和谐的关系〔’3J〔’5]。虚拟样机技术的理论基础主要是计算多体系统动力学理论和有限元理论，通过商业化虚拟样机技术软件实现应用。其具体研究内容、软件支撑系统及基础理论如图2一3所示:
制造和装配过程的公差、装配、序列等问题。虚拟样机技术很大程度是对现有计算机技术的继承和整合，与传统的CAD、CAE、CAM技术有相当大的关联。具体对比关联如图2一2所示:设计分析产品虚虚阱鞠毛 毛数数郭拼翔 111 CCCADDD虚虚圈鞠嵌术 术功功育幽翻井阳毛毛 CCCAEEE虚虚扣产品 品虚虚拟工厂仿真真 CCCAMMM图2一2虚拟样机技术与 CAD/CAE/CAM的比较和联系Fig.2一 2TheeomParationofVPTandCAD/cAE/CAM本文通过建立虚拟样机，采用虚拟样机技术，对齿轮传动系统性能进行分析，研究过程不涉及虚拟工厂仿真。2.2虚拟样机技术在本文中的应用借助虚拟样机技术，在产品设计阶段，可以驱动虚拟样机进行实体物理样机在实验室或试验场所能做的性能测试与评估，并直接根据评估结果进行设计过程中的修改;虚拟样机还能直接实现多功能优化，以取得运动学和动力学性能、安全性、耐久性、舒适性及成本等全面性能要求的良好平衡。这两者是传统实体物理样机所不及的。此外借助于功能虚拟样机技术，可以实现工程师之间更为紧密的合作，还可以建立制造商与供应商之间更为和谐的关系〔’3J〔’5]。虚拟样机技术的理论基础主要是计算多体系统动力学理论和有限元理论，通过商业化虚拟样机技术软件实现应用。其具体研究内容、软件支撑系统及基础理论如图2一3所示:
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Mechanism/Pro的汽车悬架系统运动仿真[J]. 武志斐,王铁,张瑞亮. 计算机仿真. 2008(08)
[2]柴油发动机传动机构齿轮应力分析[J]. 李光辉,王铁,张瑞亮. 农业装备与车辆工程. 2008(04)
[3]军用车辆传动系零件载荷谱的建立[J]. 陈东升,项昌乐,陈欣. 机械强度. 2002(02)
[4]齿轮系统有限元模态分析[J]. 陶泽光,李润方,林腾蛟. 机械设计与研究. 2000(03)
[5]齿轮系统动力学的理论体系[J]. 王建军,李润方. 中国机械工程. 1998(12)
博士论文
[1]直齿锥齿轮修形方法研究[D]. 陈霞.华中科技大学 2006
[2]齿轮传动系统耦合振动响应及抗冲击性能研究[D]. 杨成云.重庆大学 2006
[3]高速重载齿轮传动热弹变形及非线性耦合动力学研究[D]. 李绍彬.重庆大学 2004
硕士论文
[1]齿轮系统有限元分析与动力学研究[D]. 郭浩.武汉理工大学 2007
[2]齿轮副非线性动力学模型的建立与分析[D]. 宋少芳.吉林大学 2007
[3]三自由度非线性齿轮系统灵敏度分析及ADAMS仿真[D]. 关喜春.吉林大学 2006
[4]基于应力波传播理论的齿轮动应力分析[D]. 陈乾堂.西北工业大学 2006
[5]基于虚拟技术的曲轴系统多体动力学研究[D]. 程晓鸣.天津大学 2006
[6]航空减速器螺旋锥齿轮啮合仿真分析[D]. 李源.国防科学技术大学 2005
[7]汽车变速器齿轮啮合瞬态性能分析研究[D]. 常志权.重庆大学 2005
[8]基于虚拟样机的门座起重机组合臂架系统动力学仿真研究[D]. 李端.武汉理工大学 2005
[9]齿轮应力与变形精确分析中的有限元建模研究[D]. 周长江.中南大学 2004
[10]基于虚拟样机技术的航炮系统动力学仿真研究[D]. 王娟.西北工业大学 2004
本文编号：3602087
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