橡胶传动带动态仿真及能耗机理研究
发布时间：2021-05-11 14:41
传动带是最主要的橡胶工业制品之一,主要起到机械动力传输的作用。然而目前国内的传动带分析和设计水平还比较落后,大多是根据国外的标准和产品结构进行仿制,因此没有掌握核心的技术而缺乏市场竞争力。有限元模拟作为现代化的产品设计分析技术,已经广泛应用于轮胎、减震器等橡胶制品,研究和预测产品在动态使用过程中的各方面性能,辅助产品设计。然而在橡胶传动带方面的应用和报道却很少,只有岱高、盖茨等外企掌握了传动带制品仿真设计技术。因此展开对带传动有限元模拟方法的研究具有重要的科学研究和工程价值。传动效率和能耗是评价传动带设计的重要指标,动态下的生热也会影响皮带的使用性能。然而橡胶传动带在动态工况下复杂的粘弹迟滞行为和非线性滑动摩擦行为对皮带生热传热的研究造成了困难,为了深入分析传动带传动机理,预测传动效率,本论文通过结合实验和有限元模拟的方法展开对橡胶传动带的动态力学行为和能耗温升的研究,全面涉及了摩擦型三角带传动和啮合型同步带传动两种传动类型,对两者各自的结构特征、受力形式、接触滑移进行了分析,并根据两者模型特征提出了不同的建模方法。本文分别建立了三角带和同步带传动模型,在考虑到橡胶材料特性和复合结构特...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 传动带分类、优缺点与结构特点
1.3 国内外研究现状
1.3.1 传动带静力学和动力学研究现状
1.3.2 传动带能耗预测和生热的研究现状
1.4 有限元分析基础理论
1.4.1 有限元动态模型计算理论
1.4.2 非线性接触计算理论
1.4.3 材料模型理论
1.5 橡胶制品生热研究
1.5.1 橡胶材料迟滞能耗方程
1.5.2 橡胶材料迟滞影响因素
1.5.3 橡胶制品温升预测报道
1.5.4 橡胶制品热力耦合分析方法
1.6 研究内容与意义
第二章 橡胶材料静动态性能研究与数值分析
2.1 橡胶材料试样制备
2.2 橡胶材料静动态性能测试与数值模拟
2.2.1 橡胶超弹性和应力软化
2.2.2 橡胶材料静态粘弹性
2.2.3 橡胶材料动态粘弹性
2.3 橡胶压缩有限元模拟
2.4 橡胶材料生热性能及热力耦合模型建立
2.5 本章小结
第三章 三角带传动模拟与热力耦合分析
3.1 模型概述
3.1.1 三角带参数和测试装置
3.1.2 建模流程
3.2 建模理论
3.2.1 模型求解算法与接触边界理论
3.2.2 橡胶材料力学本构方程
3.2.3 迟滞能量损耗理论
3.2.4 弹性滑动机理和摩擦能量损耗
3.2.5 生热传热模型
3.3 计算结果与讨论
3.4 本章小结
第四章 圆弧齿同步带传动模拟与结构优化
4.1 同步带结构参数
4.2 8M圆弧齿同步带建模
4.2.1 材料参数获取
4.2.2 8M圆弧齿同步带张紧与传动分析
4.3 同步带结构优化分析
4.4 本章小结
第五章 同步带传动能耗与温度场预测
5.1 同步带模型参数和同步带有限元力学模型
5.1.1 同步带参数和传动装置
5.1.2 同步带力学模型
5.2 生热行为和计算理论
5.2.1 迟滞生热理论与计算方法
5.2.2 非线性啮合摩擦生热积分-求和计算方法
5.2.3 热流分配理论
5.3 同步带生热传热有限元模型
5.3.1 热力学方程
5.3.2 定义热边界条件
5.3.3 温度预测和能量耗散
5.4 同步带不同工况条件下传动的温度
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ADAMS和ANSYS的带动态仿真分析[J]. 张建,王颖. 兰州工业高等专科学校学报. 2011(04)
[2]复杂接触条件下圆弧齿同步带啮合传动分析[J]. 王菲,李伟,闫钰锋,李凯. 机械科学与技术. 2009(04)
博士论文
[1]新齿廓人字齿同步带及其传动性能研究[D]. 郭建华.哈尔滨工业大学 2014
[2]V带与带轮稳态运转摩擦分析与动力学研究[D]. 郑大宇.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]橡胶材料本构方程的研究[D]. 于海富.北京化工大学 2017
[2]齿形包布窄V带齿形设计优化及其相关试验研究[D]. 王小龙.哈尔滨工业大学 2014
[3]动力总成橡胶悬置本构关系与优化设计[D]. 张文飞.清华大学 2012
[4]汽车用直齿同步带传动性能研究[D]. 蒋明.长春理工大学 2010
本文编号：3181587
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：155 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 传动带分类、优缺点与结构特点
1.3 国内外研究现状
1.3.1 传动带静力学和动力学研究现状
1.3.2 传动带能耗预测和生热的研究现状
1.4 有限元分析基础理论
1.4.1 有限元动态模型计算理论
1.4.2 非线性接触计算理论
1.4.3 材料模型理论
1.5 橡胶制品生热研究
1.5.1 橡胶材料迟滞能耗方程
1.5.2 橡胶材料迟滞影响因素
1.5.3 橡胶制品温升预测报道
1.5.4 橡胶制品热力耦合分析方法
1.6 研究内容与意义
第二章 橡胶材料静动态性能研究与数值分析
2.1 橡胶材料试样制备
2.2 橡胶材料静动态性能测试与数值模拟
2.2.1 橡胶超弹性和应力软化
2.2.2 橡胶材料静态粘弹性
2.2.3 橡胶材料动态粘弹性
2.3 橡胶压缩有限元模拟
2.4 橡胶材料生热性能及热力耦合模型建立
2.5 本章小结
第三章 三角带传动模拟与热力耦合分析
3.1 模型概述
3.1.1 三角带参数和测试装置
3.1.2 建模流程
3.2 建模理论
3.2.1 模型求解算法与接触边界理论
3.2.2 橡胶材料力学本构方程
3.2.3 迟滞能量损耗理论
3.2.4 弹性滑动机理和摩擦能量损耗
3.2.5 生热传热模型
3.3 计算结果与讨论
3.4 本章小结
第四章 圆弧齿同步带传动模拟与结构优化
4.1 同步带结构参数
4.2 8M圆弧齿同步带建模
4.2.1 材料参数获取
4.2.2 8M圆弧齿同步带张紧与传动分析
4.3 同步带结构优化分析
4.4 本章小结
第五章 同步带传动能耗与温度场预测
5.1 同步带模型参数和同步带有限元力学模型
5.1.1 同步带参数和传动装置
5.1.2 同步带力学模型
5.2 生热行为和计算理论
5.2.1 迟滞生热理论与计算方法
5.2.2 非线性啮合摩擦生热积分-求和计算方法
5.2.3 热流分配理论
5.3 同步带生热传热有限元模型
5.3.1 热力学方程
5.3.2 定义热边界条件
5.3.3 温度预测和能量耗散
5.4 同步带不同工况条件下传动的温度
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文目录
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于ADAMS和ANSYS的带动态仿真分析[J]. 张建,王颖. 兰州工业高等专科学校学报. 2011(04)
[2]复杂接触条件下圆弧齿同步带啮合传动分析[J]. 王菲,李伟,闫钰锋,李凯. 机械科学与技术. 2009(04)
博士论文
[1]新齿廓人字齿同步带及其传动性能研究[D]. 郭建华.哈尔滨工业大学 2014
[2]V带与带轮稳态运转摩擦分析与动力学研究[D]. 郑大宇.哈尔滨工程大学 2009
硕士论文
[1]橡胶材料本构方程的研究[D]. 于海富.北京化工大学 2017
[2]齿形包布窄V带齿形设计优化及其相关试验研究[D]. 王小龙.哈尔滨工业大学 2014
[3]动力总成橡胶悬置本构关系与优化设计[D]. 张文飞.清华大学 2012
[4]汽车用直齿同步带传动性能研究[D]. 蒋明.长春理工大学 2010
本文编号：3181587
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3181587.html
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