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复杂载荷历程下直升机主旋翼自润滑关节轴承的摩擦热仿真分析

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航空动力学报 2023年

作者：谭德强杨永生胡月项载毓贺强周长春中国民用航空飞行学院航空工程学院广西大学机械工程学院

建立直升机主旋翼上自润滑关节轴承的热-结构耦合模型，对该模型进行在实测载荷历程作用下的摩擦热仿真分析，得到了轴承的动态力学响应特性及内圈、衬垫的温度变化规律；对热-结构耦合分析和瞬态动力学分析进行等效应力、接触应力、最... 详细信息

建立直升机主旋翼上自润滑关节轴承的热-结构耦合模型，对该模型进行在实测载荷历程作用下的摩擦热仿真分析，得到了轴承的动态力学响应特性及内圈、衬垫的温度变化规律；对热-结构耦合分析和瞬态动力学分析进行等效应力、接触应力、最大变形的比较。结果表明：轴承在开始转动时，其速度和加速度曲线会有很大波动，随后趋向于平稳。在整个周期内，轴承的最高温主要集中出现在沿径向载荷方向内圈与衬垫相交的位置，轴承的发热量为1.4603 W；在同一时刻，衬垫的温度始终高于内圈的温度。与瞬态动力学相比，摩擦热的存在会使等效应力、接触应力以及变形量的值变大。

关键词：关节轴承自润滑材料载荷历程摩擦热有限元分析

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装载机铲斗的载荷历程获取及疲劳分析

机械设计与制造 2022年第11期 62-66页

作者：张继尧李冰徐武彬张逸彬广西科技大学机械与交通工程学院广西柳州545006

1.2T装载机铲斗的结构简单相对耗材较多但装载物料较少,需要对其进行强度及疲劳寿命分析。其中装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,装载机铲斗载荷历程的获取也一直是装载机研究领域的重点。为获取更... 详细信息

1.2T装载机铲斗的结构简单相对耗材较多但装载物料较少,需要对其进行强度及疲劳寿命分析。其中装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,装载机铲斗载荷历程的获取也一直是装载机研究领域的重点。为获取更贴近铲斗实际工作情况的载荷历程,采用散体力学与多体动力学耦合仿真的方式来获取铲斗的载荷历程。对1.2T铲斗进行应力应变实验,验证了载荷历程的准确性。最后利用得到的载荷历程对装载机铲斗进行强度与疲劳分析,发现了1.2T铲斗存在应力分布不合理现象,并计算得到其疲劳寿命。为1.2T铲斗结构的优化提供了参考,对其以后的优化、工程机械的计算与仿真有一定的指导意义。

关键词：装载机铲斗多体动力学载荷历程疲劳分析

装载机铲斗载荷历程获取方法的提出与对比研究

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机械设计与制造 2022年第8期378卷 128-132页

作者：张继尧李冰徐武彬张逸彬广西科技大学机械与交通工程学院广西柳州545006

装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,也一直是装载机研究领域的重点。为研究更符合实际工况的载荷历程,以1.2T铲斗为模型,对目前已有的三种方进行分析,并针对这三种方法存在的问题提出一种采用散体力... 详细信息

装载机铲斗在工作过程中所承受的载荷历程是分析铲斗疲劳寿命的基础数据,也一直是装载机研究领域的重点。为研究更符合实际工况的载荷历程,以1.2T铲斗为模型,对目前已有的三种方进行分析,并针对这三种方法存在的问题提出一种采用散体力学与多体动力学耦合的新方法。对工作装置的油缸施加模拟实际工况的运动,将多体动力学分析得到铲斗在工作过程中状态信息作为散体力学分析的基础数据,并结合散体力学分析所得作业阻力再次对铲斗进行多体动力学分析得到装载机铲斗的载荷历程。最后设计装载机铲装实验,将实验数据与四种方法作对比,证明采用散体力学与多体动力学耦合的方法可以得到更加符合铲斗实际工况的载荷历程,为装载机铲斗的疲劳可靠性分析提供依据。

关键词：装载机铲斗载荷历程方法对比实验验证

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基于核密度估计法的载荷历程外推研究

铁道学报 2017年第7期39卷 25-31页

作者：李凡松邬平波曾京西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

根据线路测试数据编制的疲劳试验载荷谱,比机械结构相关标准中规定的载荷谱真实可靠,而线路测试试验一般在结构整个设计使用寿命中很短时间段内完成,因此需要对测试数据进行外推。为解决多样本载荷历程外推问题,基于核密度估计KDE(Kerne... 详细信息

根据线路测试数据编制的疲劳试验载荷谱,比机械结构相关标准中规定的载荷谱真实可靠,而线路测试试验一般在结构整个设计使用寿命中很短时间段内完成,因此需要对测试数据进行外推。为解决多样本载荷历程外推问题,基于核密度估计KDE(Kernel Density Estimation)理论,给出多样本载荷历程条件下的KDE使用方法,提出基于平均损伤原则的外推方法。最后,结合动车组车下设备线路测试数据进行验证,并与线性外推方法进行对比。结果表明:提出的多样本载荷历程外推方法可以给出满意的结果,明显好于线性外推方法。损伤计算表明,KDE外推方法获得的损伤值与实际载荷损伤值误差为1.4%,满足工程使用要求。此研究为其他载荷历程外推提供借鉴案例。

关键词：载荷历程核密度估计外推

液压支架随机载荷历程及Monte Carlo法的应用

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东北大学学报（自然科学版） 2014年第1期35卷 93-96,106页

作者：马园园谢里阳林文强东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819

为较准确地预测液压支架的使用寿命,利用支架与围岩的相互作用关系,通过围岩的运动规律,分析出了液压支架外载荷的来源及特征.应用Monte Carlo法进行随机抽样获取载荷谱,统计得到其载荷幅值服从形状参数为1.31,尺度参数为216.96的威布... 详细信息

为较准确地预测液压支架的使用寿命,利用支架与围岩的相互作用关系,通过围岩的运动规律,分析出了液压支架外载荷的来源及特征.应用Monte Carlo法进行随机抽样获取载荷谱,统计得到其载荷幅值服从形状参数为1.31,尺度参数为216.96的威布尔分布,而载荷均值服从均值为1 200 N·m,标准差为51.96N·m的正态分布,进而模拟出了液压支架在井下真实的载荷历程.为进一步研究和编制程序载荷谱,进行实验室模拟试验和疲劳寿命预测做好准备.

关键词：液压支架采场围岩载荷历程随机性 Monte Carlo法

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含摩擦齿根弯曲应力载荷历程计算与测试

机械传动 2016年第11期40卷 111-116页

作者：周长江解亚宁黄操钱炫吕湖南大学国家高效磨削工程技术研究中心湖南长沙410082 中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083

以主动轮齿为对象,考虑法向力和摩擦力的共同作用,研究齿对从进入到退出啮合过程中齿面摩擦对弯曲强度的影响。根据齿面摩擦力的变化规律,提出以分度圆为界将啮合区划分为上啮合区和下啮合区,推导出不同啮合区的含摩擦齿根弯曲强度计算... 详细信息

以主动轮齿为对象,考虑法向力和摩擦力的共同作用,研究齿对从进入到退出啮合过程中齿面摩擦对弯曲强度的影响。根据齿面摩擦力的变化规律,提出以分度圆为界将啮合区划分为上啮合区和下啮合区,推导出不同啮合区的含摩擦齿根弯曲强度计算式。实例计算显示,上啮合区考虑摩擦比不考虑摩擦齿根弯曲应力值约大3%;下啮合区考虑摩擦比不考虑摩擦齿根弯曲应力值约小4%;齿根弯曲应力在节点处的突变较好地反映了摩擦力在该点的突然换向。测试结果与计算值比较表明,齿根弯曲应力历程曲线的变化趋势一致;若计算式中引入动载系数,测试值与计算值的偏差小于10%。测试结果初步验证了上述计算模型的正确性,考虑摩擦时齿根弯曲应力计算值更可靠。

关键词：齿轮传动齿根弯曲应力齿面摩擦载荷历程测试

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齿根应力载荷历程分析与齿间摩擦系数计算

齿根应力载荷历程分析与齿间摩擦系数计算

作者：黄操湖南大学

学位级别：硕士

随着齿轮向着高精密、高强度、高可靠性、低噪声、长寿命等方向发展，摩擦对齿轮传动性能的影响越来越受到关注。与齿面摩擦相关问题的研究，对探索齿轮疲劳、磨损、裂纹等失效机理具有显著意义。本文以直齿圆柱齿轮为研究对象，分析了... 详细信息

随着齿轮向着高精密、高强度、高可靠性、低噪声、长寿命等方向发展，摩擦对齿轮传动性能的影响越来越受到关注。与齿面摩擦相关问题的研究，对探索齿轮疲劳、磨损、裂纹等失效机理具有显著意义。本文以直齿圆柱齿轮为研究对象，分析了摩擦对齿根应力的影响，并反求齿面摩擦因数，主要研究内容包括以下几个部分：(1)齿形计算与齿轮有限元建模。基于齿轮啮合原理和展成加工方法，得到精确的齿廓曲线方程。通过编程计算提取齿廓关键点的几何坐标，利用参数化编程将其导入有限元软件中，实现联合建模，建立齿轮几何模型和有限元计算模型。(2)考虑摩擦和多齿啮合对齿根应力影响分析。通过啮合刚度分析求出齿间载荷的分配律，得到齿根应力载荷历程加载所需的载荷曲线。采用齿向均布载荷的加载方式，得到齿根应力随啮合位置移动的变化曲线，齿面接触应力、变形的全齿面应力分布。以主动齿轮为研究对象，考虑齿面摩擦和多齿对啮合时的载荷分配，研究齿根弯曲拉应力的载荷历程。以分度圆为界划分上啮合区和下啮合区，推导轮齿在不同接触区啮合时的齿根弯曲应力计算式。(3)齿根动态应力的无线测试。基于LabVIEW集成平台开发齿根动态应力无线测试系统，测量齿根应变及转速转矩。采用时域平均法对测试结果进行光滑性处理，消除测试结果中的主要干扰。测试所得的齿根应变曲线较好地反映了单/双啮区交变、啮合冲击及相邻啮合齿对的影响，齿根最大应力测试值与计算结果偏差较小。(4)基于遗传算法的齿间摩擦系数反求。通过摩擦对齿根弯曲应力影响的分析，建立齿间摩擦系数反求的正问题和反问题模型。采用拉丁超立方试验法进行试验设计，确立计算样本点，在有限元软件中求解各样本点处的应力值，构建齿轮代理模型和目标函数，采用遗传算法反求啮合位置的摩擦系数。把反求结果代入有限元模型中计算出此时齿根应力值，并对比其与试验结果的误差。

关键词：齿轮传动齿根应力载荷历程无线测试齿面摩擦摩擦系数反求

不规则载荷历程简化方法以及等效损伤模型的研究

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机械强度 1987年第2期 49-52页

作者：谢里阳东北工学院

本文提出了一个以局部应力一应变分析为基础的简化不规则载荷历程的方法,该法计及了加载顺序对累积损伤的影响,尤其是着重分析了载荷之间的相互作用导致的损伤加剧或减缓效应。此外,本文还对建立等效损伤模型——用程序加载条件下的光... 详细信息

本文提出了一个以局部应力一应变分析为基础的简化不规则载荷历程的方法,该法计及了加载顺序对累积损伤的影响,尤其是着重分析了载荷之间的相互作用导致的损伤加剧或减缓效应。此外,本文还对建立等效损伤模型——用程序加载条件下的光滑试样模拟缺口试样或实际零件在不规则载荷历程作用下的疲劳损伤问题进行了初步探讨。

关键词：载荷历程等效损伤疲劳损伤损伤模型缺口试样局部应力简化方法

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随机载荷历程截断改造与雨流计数速度的提高

机械强度 1988年第2期 62-65页

作者：罗秋陈玮璋武汉水运工程学院上海海运学院

“雨流计数法”是统计随机疲劳载荷的有力工具,而截断改造处理是应用“雨流法”的过程中必不可少的一环。文中推荐一种新的截断改造办法,与传统的截断改造办法相比,不仅简化了截断改造过程,而且也减少了出现较大误差的可能性.并在雨流... 详细信息

“雨流计数法”是统计随机疲劳载荷的有力工具,而截断改造处理是应用“雨流法”的过程中必不可少的一环。文中推荐一种新的截断改造办法,与传统的截断改造办法相比,不仅简化了截断改造过程,而且也减少了出现较大误差的可能性.并在雨流计数前将原始随机载荷历程截断改造成“准收敛一发散”型载荷历程,利用“准收敛一发散”型的特点编制了快速雨流计数程序,使计数速度大为提高。

关键词：雨流计数随机载荷动载荷载荷历程