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圆柱滚子轴承多体接触动力学研究

振动与冲击 2015年第7期34卷 15-23,32页

作者：姚廷强黄亚宇王立华昆明理工大学机电工程学院昆明650093

考虑滚子和套圈、滚子和保持架、保持架和引导套圈的动态接触关系,提出了机械系统中圆柱滚子轴承多体动力学分析的新方法。基于圆柱套圈滚道的三角网格模型,实现了圆柱滚子和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,进而建立了计及润滑摩... 详细信息

考虑滚子和套圈、滚子和保持架、保持架和引导套圈的动态接触关系,提出了机械系统中圆柱滚子轴承多体动力学分析的新方法。基于圆柱套圈滚道的三角网格模型,实现了圆柱滚子和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,进而建立了计及润滑摩擦作用和Hertz接触作用的圆柱滚子轴承的三维多体接触全动力学模型。运用广义-α方法计算分析了不同工况条件下圆柱滚子轴承的动态特性和保持架的稳定性,获得了不同工况下轴承的运动轨迹、角速度、滚子和倾斜扭转振动、动态接触力,拖动力和相轨迹等动态响应的变化规律。计算结果表明低速或较小径向力下,滚子和保持架的拖动力相对较小且不稳定,滚子和保持架侧梁、外圈挡边之间存在明显的频繁接触冲击作用,内圈中心的振动位移相对较大,保持架中心的径向平面运动轨迹形成不稳定的近似圆周运动,圆柱滚子轴承的运动稳定性相对较差。随着转速或旋转径向力的增加,保持架中心的径向平面运动轨迹为圆周运动和单周期的相轨迹运动,保持架中心的轴向振动明显,滚子倾斜扭转振动相对较小。

关键词：接触动力学圆柱滚子轴承多体系统动力学保持架

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圆弧齿锥齿轮接触动力学分析

振动与冲击 2012年第9期31卷 128-134页

作者：姚廷强王立华谭阳昆明理工大学机电工程学院昆明650093

运用三角网格方法重构三维离散的圆弧齿啮合齿面模型。基于多体动力学理论与迟滞接触动力学方法,提出考虑全齿面动态接触关系的螺旋锥齿轮三维接触动力学模型和动力学分析方法。运用三角网格单元接触的包围盒搜索技术和微分代数方程求... 详细信息

运用三角网格方法重构三维离散的圆弧齿啮合齿面模型。基于多体动力学理论与迟滞接触动力学方法,提出考虑全齿面动态接触关系的螺旋锥齿轮三维接触动力学模型和动力学分析方法。运用三角网格单元接触的包围盒搜索技术和微分代数方程求解方法,仿真分析单侧齿面接触、双侧齿面接触、负载扭矩和齿侧侧隙等因素对齿轮啮合传动特性的影响,获得圆弧齿啮合全齿面接触冲击力、力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性。研究表明:新方法和动力学模型较好地模拟圆弧齿锥齿轮的承载特性和啮合接触动力学特性,对以动力学特性为目标的圆弧齿锥齿轮设计与齿轮系统动力学研究提供理论参考。

关键词：接触动力学弧齿锥齿轮齿轮传动动力学分析多体动力学

基于数字化齿面的弧齿锥齿轮柔性多体接触动力学分析

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振动与冲击 2019年第3期38卷 80-88页

作者：姚廷强姚龙王学军王立华昆明理工大学机电工程学院昆明650093

基于弧齿锥齿轮局部综合法,计算弧齿齿面的精确空间数字化坐标点,建立了弧齿齿面的四边形面片有限元网格模型。基于弧齿齿面的四边形面片接触块模型,运用弧齿齿面的包围盒全域搜索方法和结点-目标面的主从面局部搜索方法,实现高精度数... 详细信息

基于弧齿锥齿轮局部综合法,计算弧齿齿面的精确空间数字化坐标点,建立了弧齿齿面的四边形面片有限元网格模型。基于弧齿齿面的四边形面片接触块模型,运用弧齿齿面的包围盒全域搜索方法和结点-目标面的主从面局部搜索方法,实现高精度数字化真实弧齿齿面的动态接触搜索计算。以四边形面片单元中心的外法向矢量来计算弧齿齿面的从结点到目标单元面的接触变形量,采用罚函数法计算弧齿齿面的动态接触作用力,提出了多柔性体、多界面动态接触的弧齿锥齿轮动力学分析方法。计算分析了弧齿锥齿轮的传动误差、动态接触力、等效约束力、弧齿边缘动态接触、最大应力值等动态接触特性。研究表明:忽略多柔性体、多界面动态接触特性,会低估弧齿齿轮的传动误差、动态接触力和等效约束力。新方法较好地模拟了弧齿锥齿轮传动动态接触特性,对弧齿锥齿轮系统动态设计提供了理论参考。

关键词：弧齿锥齿轮接触动力学边缘接触柔性多体动力学有限单元法

基于刚柔接触动力学的打结器虚拟打结方法研究

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农业机械学报 2016年第9期47卷 85-92页

作者：尹建军高强陈亚明江苏大学现代农业装备与技术教育部重点实验室镇江212013

针对打结器结构改进或参数调整后在设计阶段难以评判优劣而增加制造投入成本的问题,以打结器能否打出绳结为评判准则,提出了一种基于刚柔接触动力学的打结器虚拟打结方法。该方法利用ADAMS的Bushing连接建立大变形柔性捆绳的动力学模型... 详细信息

针对打结器结构改进或参数调整后在设计阶段难以评判优劣而增加制造投入成本的问题,以打结器能否打出绳结为评判准则,提出了一种基于刚柔接触动力学的打结器虚拟打结方法。该方法利用ADAMS的Bushing连接建立大变形柔性捆绳的动力学模型,通过对捆绳和刚性构件之间设置多接触约束和载荷施加,实现了完整的打结器虚拟打结仿真过程,研究了捆绳在拉力作用下成结的刚柔交互力学行为。通过对打结器样机的成结动作与虚拟打结的仿真结果进行对比分析,验证了捆绳动力学模型与刚柔接触动力学仿真模型的正确性,可作为评价设计优劣、保证打结器一次性制造成功的有效方法。利用该虚拟打结方法分析了打结嘴与夹绳盘动作时序差φ对打结器成结的影响,对判定打结器参数匹配后能否成结或成结优劣起到了直观验证作用。

关键词：打捆机打结器接触动力学虚拟打结 ADAMS

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刚柔耦合齿轮三维接触动力学建模与振动分析

振动与冲击 2009年第2期28卷 167-171页

作者：姚廷强迟毅林黄亚宇谭阳昆明理工大学机电工程学院昆明650093

基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,提出了刚柔耦合齿轮三维接触动力学模型和动力学分析新方法。考虑轮齿与轮体间的相对柔性变形,啮合齿对间球-面三维动态接触和齿轮几何参数等因素,通过离散齿廓渐开线获得了齿面的离散接触面,... 详细信息

基于多体动力学理论和迟滞接触动力学方法,提出了刚柔耦合齿轮三维接触动力学模型和动力学分析新方法。考虑轮齿与轮体间的相对柔性变形,啮合齿对间球-面三维动态接触和齿轮几何参数等因素,通过离散齿廓渐开线获得了齿面的离散接触面,从而建立了齿轮啮合传动动力学模型。通过数值求解与仿真分析,研究了单侧齿面接触、双侧齿面接触和刚柔耦合特性对齿轮啮合传动特性的影响规律,获得了啮合轮齿全齿面接触冲击力,力矩和角速度等齿轮啮合传动的动态响应特性。研究表明:新方法和动力学模型更真实地模拟了齿轮啮合传动的齿轮柔性变形和接触冲击等振动响应特性。该方法和数值计算结果为齿轮啮合传动和齿轮系统动力学研究提供了理论指导和参考数据。

关键词：齿轮系统动力学接触动力学刚柔耦合方法多体动力学振动分析

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球轴承多体接触动力学研究

航空动力学报 2013年第7期28卷 1624-1636页

作者：姚廷强王立华迟毅林黄亚宇昆明理工大学机电工程学院昆明650093

考虑钢球、套圈和保持架的动态接触关系,提出了机械系统中球轴承多体动力学分析的新方法.基于套圈滚道的三角网格模型,实现了钢球和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,建立了计及润滑和Hertz接触作用的三维角接触球轴承多体接触动力... 详细信息

考虑钢球、套圈和保持架的动态接触关系,提出了机械系统中球轴承多体动力学分析的新方法.基于套圈滚道的三角网格模型,实现了钢球和套圈滚道的动态接触力的预测搜索算法,建立了计及润滑和Hertz接触作用的三维角接触球轴承多体接触动力学模型.运用广义-α方法计算分析了预紧力和旋转径向力作用下角接触球轴承的多体接触动力学特性,获得了球轴承的动态接触力、拖动力和运动轨迹及频谱等振动响应,并利用Gupta经典实例模型进行了实验验证.轻载中等速度下钢球的角速度以184.5rad/s-2波幅周期变化,旋滚比以0.01波幅周期变化,角加速度与动态接触载荷的频谱具有相同的56.1,112.2Hz等谐波倍频成分.中等载荷高速下保持架中心的运动轨迹呈现出以83.3Hz和200Hz双频率拟周期的平动运动.

关键词：接触动力学角接触球轴承多体系统动力学三角网格方法保持架

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角接触球轴承柔性多体接触动力学分析

中国机械工程 2011年第9期22卷 1054-1059页

作者：姚廷强谭阳王里达昆明理工大学昆明650093

在考虑套圈结构弹性变形和边界条件的影响下,提出并系统地研究一种以多体动力学方法和有限元方法相结合的角接触球轴承动力学混合计算分析方法。应用ADAMS软件编制了动态接触力和约束方程的用户自定义计算程序,建立了运转过程中考虑钢... 详细信息

在考虑套圈结构弹性变形和边界条件的影响下,提出并系统地研究一种以多体动力学方法和有限元方法相结合的角接触球轴承动力学混合计算分析方法。应用ADAMS软件编制了动态接触力和约束方程的用户自定义计算程序,建立了运转过程中考虑钢球和套圈动态接触关系的角接触球轴承柔性多体接触动力学分析模型。在承受不同载荷以及考虑转速、接触角和离心力影响的条件下,分别计算讨论了动态接触力、接触角、振动位移和套圈动态接触应力的变化规律。动力学分析模型较好地模拟了角接触球轴承的柔性多体接触动力学特性,为重载荷、冲击载荷或其他复杂载荷作用下的角接触球轴承的设计、寿命预测和工程应用提供了参考方法。

关键词：角接触球轴承接触动力学动力学分析有限元法柔性多体系统动力学

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刮板输送机链传动系统接触动力学特性分析

工程设计学报 2015年第5期22卷 445-451页

作者：毛君董先瑞谢苗白雅静谢春雪辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000

链传动系统是综采工作面刮板输送机最重要的系统.为了研究刮板输送机在运行过程中链传动系统的接触动力学特性,利用有限单元法分别建立平动链条模型、转动链条模型和链环与链轮啮合接触的模型,基于三维建模软件建立链条和链环与链轮啮... 详细信息

链传动系统是综采工作面刮板输送机最重要的系统.为了研究刮板输送机在运行过程中链传动系统的接触动力学特性,利用有限单元法分别建立平动链条模型、转动链条模型和链环与链轮啮合接触的模型,基于三维建模软件建立链条和链环与链轮啮合的虚拟样机模型.利用非线性有限元软件LS-DYNA分析了启动过程中链环之间接触动力学特性和正常工作过程中链环链轮啮合接触动力学特性,得出了启动过程中链环之间加速度、应力变化规律和正常工作中链环与链轮啮合过程位移、速度、应力的变化规律,为链轮传动系统瞬态动力学和传动系统关键零部件优化设计提供关键设计参数.

关键词：刮板输送机链轮链环有限单元法接触动力学

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刮板输送机链轮传动系统接触动力学仿真分析

煤炭学报 2012年第A2期37卷 494-498页

作者：焦宏章杨兆建王淑平太原理工大学机械工程学院山西太原030024

建立基于MSC.ADAMS的刮板输送机链轮传动系统虚拟样机模型,分析在各种工况下的动力特性。分析得出机头与机尾的驱动力矩及其合力矩的变化规律:启动瞬间驱动力矩快速到达最大值,平稳运行过程中呈现周期性变化,为配置装机电机的功率提供... 详细信息

建立基于MSC.ADAMS的刮板输送机链轮传动系统虚拟样机模型,分析在各种工况下的动力特性。分析得出机头与机尾的驱动力矩及其合力矩的变化规律:启动瞬间驱动力矩快速到达最大值,平稳运行过程中呈现周期性变化,为配置装机电机的功率提供参考依据;分析得出圆环链与链轮之间接触力的变化规律、接触力最大值及其对应位置,为链轮有限元分析及结构优化提供载荷参考;分析得出圆环链所受拉力的变化规律,为进行链轮传动系统瞬态动力学提供了参考。

关键词：刮板输送机接触动力学链轮传动