钢丝绳式无级变速器（WR-CVT）钢丝绳力学特性分析

发布时间：2017-09-10 15:11

  本文关键词：钢丝绳式无级变速器（WR-CVT）钢丝绳力学特性分析

  更多相关文章： 钢丝绳式无级变速器 6×7+IWS钢丝绳 数学模型 力学建模 仿真分析

【摘要】：本文依托国家自然科学基金项目“新型车用金属带式无级变速器螺旋缠绕钢丝疲劳与磨损失效机理研究”(批准号:51505373)和陕西省教育厅科研计划项目“螺旋缠绕式无级变速器钢丝弯曲承载特性及表面损伤行为研究”(项目编号:15JK1490),从带传动基本理论入手,运用坐标变换理论、弹性力学以及有限元法,对钢丝绳式无级变速器(Wire Rope CVT,简称WR-CVT)中的关键传动元件——钢丝绳进行承载特性分析,为轿车用WR-CVT的研究与开发提供理论基础。主要内容如下:在对钢丝绳式无级变速器的基本结构和传动机理进行分析的基础上,确定了无级变速器的主要结构参数,建立了钢丝绳的结构模型;在分析WR-CVT所用钢丝绳的成型过程的基础上,建立了平直和弯曲钢丝绳的数学模型和几何模型;基于Costello的钢丝绳弹性理论,建立了平直和弯曲钢丝绳的力学模型;通过分析钢丝绳与金属块的接触关系,推导出了绳与圆弧槽的接触正压力表达式,并对接触段和非接触段的钢丝绳进行了力学分析;运用ABAQUS软件建立了钢丝绳的有限元分析模型,对平直状态钢丝绳股内钢丝的应力及变形分布进行了仿真,对比分析了钢丝圆周方向、绳截面半径方向、绳轴线方向的应力变化规律,揭示了无级变速器所用钢丝绳的承载特性。
【关键词】：钢丝绳式无级变速器 6×7+IWS钢丝绳 数学模型 力学建模 仿真分析
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.2;TG356.45
【目录】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-6
• 1 绪论6-12
• 1.1 研究背景及意义6-7
• 1.2 自动变速器发展现状7-9
• 1.2.1 机械式自动变速器7
• 1.2.2 双离合器自动变速器7-8
• 1.2.3 液力变矩自动变速器8
• 1.2.4 无级变速自动变速器8-9
• 1.3 MB-CVT发展现状9-10
• 1.4 WR-CVT研究现状10-11
• 1.5 研究内容与技术路线11-12
• 2 WR-CVT基本结构及运动关系12-18
• 2.1 WR-CVT工作原理12
• 2.2 WR-CVT结构组成12-14
• 2.2.1 金属块13
• 2.2.2 钢绳环13-14
• 2.3 WR-CVT基本运动关系分析14-16
• 2.3.1 CVT各部件间的几何关系14-15
• 2.3.2 CVT速比及速比变化范围15-16
• 2.4 钢丝绳结构16-17
• 2.5 本章小结17-18
• 3 钢丝绳建模理论及几何实现18-31
• 3.1 钢丝绳数学模型18-28
• 3.1.1 钢丝绳结构18-19
• 3.1.2 平直段钢丝绳数学建模19-22
• 3.1.3 弯曲段钢丝绳数学建模22-28
• 3.2 钢丝绳几何建模28-29
• 3.2.1 平直钢丝绳实体模型28
• 3.2.2 弯曲钢丝绳实体模型28-29
• 3.3 本章小结29-31
• 4 钢丝绳力学建模及受力分析31-40
• 4.1 钢丝绳力学模型建立31-36
• 4.1.1 平直段钢丝绳受力方程31-35
• 4.1.2 弯曲段钢丝绳受力方程35-36
• 4.2 钢丝绳与金属块接触模型36-39
• 4.2.1 钢丝绳与金属块圆弧槽截面正压力36-37
• 4.2.2 与金属块圆弧槽接触段的钢丝绳受力分析37-38
• 4.2.3 与金属块圆弧槽非接触段的钢丝绳受力分析38-39
• 4.3 本章小结39-40
• 5 钢丝绳应力及变形仿真分析40-52
• 5.1 钢丝绳接触摩擦模型40-42
• 5.1.1 Splitting-pinball接触搜索计算模型40-41
• 5.1.2 接触问题中的Augmented Lagrangian法41-42
• 5.2 钢丝绳有限元建模42-43
• 5.2.1 钢丝绳网格划分42
• 5.2.2 边界条件确定42-43
• 5.3 有限元模型验证43-44
• 5.4 仿真结果及分析44-51
• 5.4.1 钢丝绳应力及变形分布44-47
• 5.4.2 钢丝的应力及变形分析47-51
• 5.5 本章小结51-52
• 6 结论与展望52-54
• 6.1 结论52
• 6.2 展望52-54
• 致谢54-55
• 参考文献55-58
• 附录58

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王兆良;钢丝绳锈蚀分析与防治措施[J];矿山机械;2004年07期

2 沈娟,刘水英,孙承志;钢丝绳张力智能检测仪研究及其应用[J];能源技术与管理;2004年06期

3 孙如海,栾正,许庆友,王瑞麟;多绳摩擦提升机钢丝绳张力平衡装置现状和发展趋势[J];矿山机械;2005年05期

4 李春静;谭继文;田军;;钢丝绳张力检测的研究现状及趋势[J];煤矿安全;2006年01期

5 张洪伟;冯明磊;;提升钢丝绳张力平衡状态的测定及调整[J];煤矿安全;2006年05期

6 桑安乐;;谈多绳提升机钢丝绳张力平衡方法的改进[J];淮南职业技术学院学报;2007年02期

7 冯兴君;;钢丝绳张力检测技术浅析[J];科技风;2008年01期

8 杜帆;杨兆建;;基于非均匀弦振动的提升机钢丝绳张力测试方法[J];煤炭学报;2010年05期

9 张锋涛;;煤矿架空乘人装置钢丝绳下垂量计算分析[J];科技传播;2010年12期

10 张海梅;;钢丝绳张力检测技术浅议[J];黑龙江科技信息;2011年29期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 王维佳;喻青;王彩云;;起重机钢丝绳使用强度在线检测及疲劳预报方法的研究[A];中国职业安全健康协会2013年学术年会论文集[C];2013年

2 刘增东;庆文奎;王晓华;徐大贵;;凿井悬吊钢丝绳在线检测系统简述[A];矿山建设工程技术新进展——2008全国矿山建设学术会议文集（下）[C];2008年

3 金惠昌;蔡燕妮;王占海;;几种爬升式提升机用收绳器的性能及应用分析[A];施工机械化新技术交流会论文集——建筑机械化2011增刊[C];2011年

4 王宏远;;更换井塔式多绳摩擦提升机首绳的一种方法[A];中国采选技术十年回顾与展望[C];2012年

5 熊运昌;杨萍;;绞车钢丝绳张力与长度测量组合传感器的设计与计算[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年

6 熊细鹏;;3×1.5A单层缠绕提升机改双层缠绕时卷筒强度分析[A];第三届全国现代设备管理及应用技术研讨会交流论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前3条

1 刘红芳;影响电梯钢丝绳使用寿命的因素[N];世界金属导报;2012年

2 轩岗煤电公司刘家梁矿 张文敏;影响多绳提升张力平衡因素及张力测定方法分析[N];山西科技报;2012年

3 张春雷　董东 刘红芳 黄磊;电气化高速铁路用钢丝绳的研发应用[N];世界金属导报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 马驰;提升机危险载荷分析与预警系统研究[D];中国矿业大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 徐龙增;摩擦提升防滑及卡绳系统设计与研究[D];中国矿业大学;2015年

2 张宣超;落地式多绳摩擦提升机钢丝绳绳弦横向振动研究[D];中国矿业大学;2015年

3 朱风光;多绳提升载荷及张力平衡无线监测系统研究[D];中国矿业大学;2015年

4 顾华洋;对接锁系同步性测量装置研究[D];国防科学技术大学;2013年

5 王宗龙;多绳摩擦提升机钢丝绳张力不平衡监测与诊断系统[D];太原理工大学;2012年

6 王朋;提升机钢丝绳张力监测系统张力传感器与测力装置的研发[D];河北工程大学;2015年

7 张鹏;超深矿井提升系统钢丝绳多层缠绕关键问题的研究[D];重庆大学;2015年

8 祝清水;250t桥式起重机滑轮压痕磨损研究[D];上海工程技术大学;2016年

9 张胜利;超深竖井提升系统钢丝绳纵向振动仿真优化研究[D];郑州大学;2016年

10 牛岩军;立井缠绕提升系统钢丝绳卷放运动特性研究[D];中国矿业大学;2016年

，

本文编号：824986