WN齿轮多损伤耦合与强度设计多学科综合及仿真的研究

批准号:
51075047
项目类别:
面上项目
资助金额:
38.0 万元
负责人:
陈殿华
依托单位:
学科分类:
E0504.机械结构强度学
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
李玉光、张仲伟、王艳颖、蔡军、秦力舒、何荣国、陈大力
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中文摘要
拟对用于高速、重载的WN齿轮传动的多损伤耦合失效及强度机理进行多学科综合分析和系统仿真研究。WN齿轮为多点接触啮合传动,表现出变负载、振动冲击轮齿弯曲疲劳断裂、接触弹塑性变形齿面磨损、点蚀、胶合等多损伤耦合失效特征。以往的失效分析和强度设计是按各学科独立进行的,缺少多损伤耦合、失效机制及其强度设计多学科综合研究。为此本项目以多损伤耦合失效为前提,运用接触动力学,工程摩擦学,机械结构强度学理论进行WN齿轮传动强度设计基础理论的研究。通过摩擦润滑、动力学解析、系统综合实验测试和传动啮合仿真分析,探求WN齿轮传动新的强度设计理论和方法,不但解决系统失效机制和强度设计机理,而且要通过仿真分析给出任意时刻的啮合形态和强度特征,体现系统传动、动载啮合、摩擦润滑相互影响并随时间变化的时空齿轮强度工程设计理念,为WN齿轮传动与结构强度优化设计及高效使用提供理论和技术应用基础。
英文摘要
针对用于高速、重载的WN齿轮的多损伤耦合失效及强度机理进行多学科综合分析和传动系统仿真研究。WN齿轮是空间多点接触啮合传动,表现出变负载、振动冲击致使轮齿弯曲疲劳断裂、接触弹朔性变形、齿面磨损、点蚀、胶合等多损伤藕合失效特征。以往的失效分析和强度设计是按各学科独立进行的,缺少多损伤耦合失效及其强度设计多学科综合研究。为此本研究根据WN齿轮啮合传动特点,运用微分几何运动学,接触动力学,工程摩擦学,结构强度理论及数值分析方法,进行WN齿轮损伤机制及强度设计理论的跨学科综合研究。通过对GB/12759-1991齿轮传动的啮合仿真(3维动态)研究,探明了WN齿轮传动过程中各啮合接触点(区域)的形态及位置变化,直观生动的展现了该齿轮啮合传动特征,为后续的设计分析提供了数据。通过非线性振动分析和动力学仿真分析,探明了传动中同时啮合齿数、润滑状况及刚度变化对动载荷的影响,探析了WN齿轮传动的失效模式和强度设计方法。体现了随时间变化的WN齿轮传动强度设计的理念。为WN齿轮传动强度设计及高效应用提供理论和技术基础。通过负载耦合、摩擦润滑分析、啮合接触振动及动力学仿真和实验测试,系统的研究了WN齿轮传动的啮合特点、考虑润滑的动力负载与系统振动特性及其损伤耦合的分析方法。探析了传动系统失效机制和强度设计机理。给出了WN齿轮传动瞬时啮合形态、负载状况及其轮齿应力分布云图特征。创建了WN齿轮传动润滑摩擦学与动力学跨学科分析模型。依据啮合过程中负载、啮合齿轮副和接触点数的变化等因素综合进行齿面接触应力和齿根弯曲应力的计算,利用可靠性理论给出了齿面接触应力和齿根弯曲应力的可靠性设计方法。
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Research on Nonlinear Vibration and Bend Strength Character of WN Gear pairs Meshing
WN齿轮副啮合非线性振动及弯曲强度特性研究
DOI:--
发表时间:2013
期刊:Advanced Materials Research
影响因子:--
作者:陈殿华;张国庆;陈 曦
通讯作者:陈 曦
DOI:--
发表时间:2013
期刊:大连大学学报
影响因子:--
作者:张国庆;李玉光;陈殿华
通讯作者:陈殿华
DOI:--
发表时间:2012
期刊:工程设计学报
影响因子:--
作者:陈殿华;李成超
通讯作者:李成超
DOI:--
发表时间:2012
期刊:润滑与密封
影响因子:--
作者:陈殿华;张仲伟;王艳颖
通讯作者:王艳颖
DOI:--
发表时间:2013
期刊:机械传动
影响因子:--
作者:陈殿华;王艳颖
通讯作者:王艳颖
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