某型装甲车辆变速箱主轴故障动力学研究
发布时间：2021-09-24 21:43
目前,部队对装甲车辆的维修方式主要采用定期维修和事后维修,这两种维修方式都有一定的不足。定期维修会导致装甲车辆的维修过剩或维修不足。事后维修、不坏不修,这种保障方式隐含着巨大的安全隐患。有鉴于此,本文以装甲车辆变速箱主轴为研究对象,对主轴裂纹和弯曲故障的动态特性进行研究,并开展了基于虚拟样机技术的动力学仿真研究,对变速箱主轴故障的视情维修具有一定的指导意义,其主要内容如下：首先对转子系统主轴裂纹和主轴弯曲故障动力学特性进行了分析,得到了转速、故障程度对系统动力学影响的一般规律。以美国SpectraQuest公司的机械故障综合模拟实验台为研究对象,对其进行动力学仿真并进行了实验验证,实验结果验证了此仿真方法的正确性,为后面变速箱动力学仿真提供了理论指导。在SolidWorks中建立了变速箱各零部件的三维实体模型,在此基础上进行装配建模,并把装配模型导入ADAMS中进行了运动学仿真。同时,在ANSYS中对主轴进行了模态分析,得到裂纹和弯曲对主轴固有频率的影响规律。最后,在ADAMS中对变速箱在主轴正常、主轴裂纹以及主轴弯曲三种状态下分别进行了仿真,并对仿真结果进行了分析,得出主轴裂纹和弯曲...
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源及研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 裂纹转子系统动力学的研究现状
1.2.2 弯曲转子系统动力学的研究现状
1.2.3 主轴故障诊断技术的发展趋势
1.3 本文研究的内容
2 转子-轴承系统主轴故障动力学分析
2.1 裂纹转子动力学特性分析
2.1.1 裂纹模型的建立
2.1.2 转速、裂纹深度对转轴动力学特性的影响
2.1.3 裂纹转子的呼吸特性
2.2 弯曲转子动力学特性分析
2.3 转子-轴承系统模型的建立
2.3.1 三维实体模型
2.3.2 转子有限元模型
2.3.3 刚柔耦合虚拟样机模型
2.4 转子-轴承系统刚柔耦合动力学仿真
2.4.1 ADAMS与SolidWorks之间的数据交换
2.4.2 刚柔耦合动力学仿真
2.5 仿真结果分析
2.5.1 转子柔性的影响
2.5.2 转子裂纹的影响
2.5.3 转子弯曲的影响
2.6 本章小结
3 转子-轴承系统主轴故障实验研究
3.1 实验原理
3.2 实验台搭建
3.3 振动信号采集
3.3.1 裂纹轴振动信号采集
3.3.2 弯曲轴振动信号采集
3.4 小波消噪
3.5 实验数据分析
3.5.1 转子转速对系统动态特性的影响
3.5.2 裂纹深度对系统动态特性的影响
3.5.3 弯曲挠度对系统动态特性的影响
3.6 实验与仿真的对比
3.7 本章小结
4 装甲车辆变速箱的建模及主轴固有特性分析
4.1 SolidWorks建模的特点
4.2 变速箱三维实体模型
4.2.1 变速箱的建模
4.2.2 变速箱装配体的干涉分析
4.3 变速箱运动学仿真分析
4.3.1 传动比的计算
4.3.2 仿真模型的建立
4.3.3 仿真结果与理论值的对比
4.4 主轴有限元分析
4.4.1 有限元模型的建立
4.4.2 模态分析理论
4.4.3 主轴固有特性分析
4.4.4 裂纹对主轴固有特性的影响
4.4.5 弯曲对主轴固有特性的影响
4.4.6 支承刚度对主轴固有特性的影响
4.5 本章小结
5 基于虚拟样机技术的变速箱动力学分析
5.1 变速箱虚拟样机模型的建立
5.1.1 虚拟样机技术
5.1.2 ADAMS的建模与求解
5.1.3 虚拟样机模型的建立
5.2 接触力仿真参数分析
5.3 加速过程动力学分析
5.4 平稳过程动力学分析
5.4.1 加速度分析
5.4.2 碰撞力分析
5.4.3 轴心运动轨迹分析
5.5 本章小结
6 全文总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械故障诊断基础研究“何去何从”[J]. 王国彪,何正嘉,陈雪峰,赖一楠. 机械工程学报. 2013(01)
[2]含初始弯曲裂纹转子的振动分析[J]. 邹剑,董广明,陈进. 振动与冲击. 2012(03)
[3]发电机转子弯曲振动问题分析与处理[J]. 肖小清,刘石,冯永新,邓小文,王飞,阚伟民. 振动.测试与诊断. 2011(02)
[4]裂纹故障对齿轮箱系统固有特性的影响[J]. 薛强,冯广斌,孙华刚,彭建. 新技术新工艺. 2010(12)
[5]非线性裂纹转子密封混沌系统的状态观测器方法[J]. 李捷,殷玉枫,姚德臣. 机械强度. 2009(06)
[6]基于小波分析的齿轮传动系统故障诊断研究[J]. 杨铁梅. 计量与测试技术. 2009(09)
[7]基于网格式支持向量机算法的转轴裂纹故障诊断[J]. 袁胜发,李秀琼. 振动与冲击. 2009(09)
[8]基于ADAMS的圆柱滚子轴承仿真分析[J]. 张风琴,杜辉,邓四二,杨海生,高银涛. 河南科技大学学报(自然科学版). 2009(02)
[9]轴系横向裂纹模型对其扭转剪应力的影响[J]. 李懿靓,谢诞梅,张恒良,钱勇,赵先波,董川. 振动与冲击. 2009(01)
[10]汽轮机转子系统热不平衡响应的数值研究[J]. 贾敏,谢禹钧,吕玲. 辽宁石油化工大学学报. 2008(01)
博士论文
[1]基于ADAMS的急救车担架支架减振特性仿真分析与优化研究[D]. 王猛.中国人民解放军军事医学科学院 2009
[2]基于热弹耦合大功率船用齿轮箱动态特性研究[D]. 陆波.重庆大学 2009
硕士论文
[1]汽轮发电机组转子热弯曲故障分析及诊断方法研究[D]. 孔祥渠.华北电力大学 2012
[2]改进的小波神经网络在旋转机械故障诊断中的应用研究[D]. 黄媛.武汉理工大学 2009
[3]基于扭振信号的柴油机轴系裂纹故障诊断研究[D]. 林森.哈尔滨工程大学 2008
[4]基于PRO/E和ADAMS的变速器动力学仿真[D]. 傅友宾.大连理工大学 2007
[5]汽车变速箱在线快速故障诊断技术研究[D]. 朱元佳.同济大学 2007
[6]基于小波分析理论的齿轮箱故障诊断研究[D]. 蔡建进.中北大学 2006
[7]基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究[D]. 崔新涛.天津大学 2004
本文编号：3408499
【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题来源及研究意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 研究意义
1.2 国内外研究现状及发展趋势
1.2.1 裂纹转子系统动力学的研究现状
1.2.2 弯曲转子系统动力学的研究现状
1.2.3 主轴故障诊断技术的发展趋势
1.3 本文研究的内容
2 转子-轴承系统主轴故障动力学分析
2.1 裂纹转子动力学特性分析
2.1.1 裂纹模型的建立
2.1.2 转速、裂纹深度对转轴动力学特性的影响
2.1.3 裂纹转子的呼吸特性
2.2 弯曲转子动力学特性分析
2.3 转子-轴承系统模型的建立
2.3.1 三维实体模型
2.3.2 转子有限元模型
2.3.3 刚柔耦合虚拟样机模型
2.4 转子-轴承系统刚柔耦合动力学仿真
2.4.1 ADAMS与SolidWorks之间的数据交换
2.4.2 刚柔耦合动力学仿真
2.5 仿真结果分析
2.5.1 转子柔性的影响
2.5.2 转子裂纹的影响
2.5.3 转子弯曲的影响
2.6 本章小结
3 转子-轴承系统主轴故障实验研究
3.1 实验原理
3.2 实验台搭建
3.3 振动信号采集
3.3.1 裂纹轴振动信号采集
3.3.2 弯曲轴振动信号采集
3.4 小波消噪
3.5 实验数据分析
3.5.1 转子转速对系统动态特性的影响
3.5.2 裂纹深度对系统动态特性的影响
3.5.3 弯曲挠度对系统动态特性的影响
3.6 实验与仿真的对比
3.7 本章小结
4 装甲车辆变速箱的建模及主轴固有特性分析
4.1 SolidWorks建模的特点
4.2 变速箱三维实体模型
4.2.1 变速箱的建模
4.2.2 变速箱装配体的干涉分析
4.3 变速箱运动学仿真分析
4.3.1 传动比的计算
4.3.2 仿真模型的建立
4.3.3 仿真结果与理论值的对比
4.4 主轴有限元分析
4.4.1 有限元模型的建立
4.4.2 模态分析理论
4.4.3 主轴固有特性分析
4.4.4 裂纹对主轴固有特性的影响
4.4.5 弯曲对主轴固有特性的影响
4.4.6 支承刚度对主轴固有特性的影响
4.5 本章小结
5 基于虚拟样机技术的变速箱动力学分析
5.1 变速箱虚拟样机模型的建立
5.1.1 虚拟样机技术
5.1.2 ADAMS的建模与求解
5.1.3 虚拟样机模型的建立
5.2 接触力仿真参数分析
5.3 加速过程动力学分析
5.4 平稳过程动力学分析
5.4.1 加速度分析
5.4.2 碰撞力分析
5.4.3 轴心运动轨迹分析
5.5 本章小结
6 全文总结与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读学位期间主要的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]机械故障诊断基础研究“何去何从”[J]. 王国彪,何正嘉,陈雪峰,赖一楠. 机械工程学报. 2013(01)
[2]含初始弯曲裂纹转子的振动分析[J]. 邹剑,董广明,陈进. 振动与冲击. 2012(03)
[3]发电机转子弯曲振动问题分析与处理[J]. 肖小清,刘石,冯永新,邓小文,王飞,阚伟民. 振动.测试与诊断. 2011(02)
[4]裂纹故障对齿轮箱系统固有特性的影响[J]. 薛强,冯广斌,孙华刚,彭建. 新技术新工艺. 2010(12)
[5]非线性裂纹转子密封混沌系统的状态观测器方法[J]. 李捷,殷玉枫,姚德臣. 机械强度. 2009(06)
[6]基于小波分析的齿轮传动系统故障诊断研究[J]. 杨铁梅. 计量与测试技术. 2009(09)
[7]基于网格式支持向量机算法的转轴裂纹故障诊断[J]. 袁胜发,李秀琼. 振动与冲击. 2009(09)
[8]基于ADAMS的圆柱滚子轴承仿真分析[J]. 张风琴,杜辉,邓四二,杨海生,高银涛. 河南科技大学学报(自然科学版). 2009(02)
[9]轴系横向裂纹模型对其扭转剪应力的影响[J]. 李懿靓,谢诞梅,张恒良,钱勇,赵先波,董川. 振动与冲击. 2009(01)
[10]汽轮机转子系统热不平衡响应的数值研究[J]. 贾敏,谢禹钧,吕玲. 辽宁石油化工大学学报. 2008(01)
博士论文
[1]基于ADAMS的急救车担架支架减振特性仿真分析与优化研究[D]. 王猛.中国人民解放军军事医学科学院 2009
[2]基于热弹耦合大功率船用齿轮箱动态特性研究[D]. 陆波.重庆大学 2009
硕士论文
[1]汽轮发电机组转子热弯曲故障分析及诊断方法研究[D]. 孔祥渠.华北电力大学 2012
[2]改进的小波神经网络在旋转机械故障诊断中的应用研究[D]. 黄媛.武汉理工大学 2009
[3]基于扭振信号的柴油机轴系裂纹故障诊断研究[D]. 林森.哈尔滨工程大学 2008
[4]基于PRO/E和ADAMS的变速器动力学仿真[D]. 傅友宾.大连理工大学 2007
[5]汽车变速箱在线快速故障诊断技术研究[D]. 朱元佳.同济大学 2007
[6]基于小波分析理论的齿轮箱故障诊断研究[D]. 蔡建进.中北大学 2006
[7]基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究[D]. 崔新涛.天津大学 2004
本文编号：3408499
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