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波箔片制造误差对径向波箔轴承静刚度的影响

润滑与密封 2024年第1期49卷 40-45页

作者：叶寅淼马希直南京航空航天大学直升机传动技术国防科技重点实验室江苏南京210016

为探究制造误差对径向波箔轴承的影响,基于Timoshenko梁单元建立波箔片变形的简化模型,基于ABAQUS建立波箔片的实体模型,并对比2种模型下波箔片的静刚度。结果显示,Timoshenko梁模型和实体模型的波箔片静刚度曲线较为吻合,且均呈线性变... 详细信息

为探究制造误差对径向波箔轴承的影响,基于Timoshenko梁单元建立波箔片变形的简化模型,基于ABAQUS建立波箔片的实体模型,并对比2种模型下波箔片的静刚度。结果显示,Timoshenko梁模型和实体模型的波箔片静刚度曲线较为吻合,且均呈线性变化。建立径向波箔轴承的实体模型,对轴颈进行位移加载,分析轴承的静刚度特性。结果显示,在考虑摩擦时,轴承的静刚度存在明显的滞回特性。设计存在2种不同误差类型的径向波箔轴承,并对其静刚度特性进行分析,发现波高误差对静刚度的影响大于波距误差,且控制起主要支承作用的波纹的波高误差能够有效降低制造误差对径向波箔轴承静刚度的影响。

关键词：波箔轴承箔片变形静刚度制造误差

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多维度耦合的弧齿锥齿轮干运转时间预测研究

航空动力学报 2024年

作者：陆凤霞李牟王经花朱如鹏南京航空航天大学直升机传动技术重点实验室

为预测弧齿锥齿轮干运转时间，提出一种齿面弹流润滑-轮齿啮合-齿轮系统热传递的耦合预测方法，以揭示微观弹流润滑与宏观流场/温度场间的演变机理。应用弹流润滑理论建立锥齿轮稳态热弹流润滑模型，获得齿面间摩擦系数；引入油膜保持... 详细信息

为预测弧齿锥齿轮干运转时间，提出一种齿面弹流润滑-轮齿啮合-齿轮系统热传递的耦合预测方法，以揭示微观弹流润滑与宏观流场/温度场间的演变机理。应用弹流润滑理论建立锥齿轮稳态热弹流润滑模型，获得齿面间摩擦系数；引入油膜保持参数，形成齿面时变摩擦系数计算方法；应用计算流体力学方法，仿真计算轮齿啮合稳态温度分布及齿轮系统瞬态温度分布；通过三个维度间的参数传递及耦合，预测锥齿轮干运转时间。结果表明：该模型时间尺度从齿面弹流润滑维度的O(10-6)s至齿轮系统热传递维度的O(10-1)s，空间尺度从齿面弹流润滑维度的O(10-6)m至齿轮系统热传递维度的O(10-1)m，耦合结构-力-润滑-热特征建立弧齿锥齿轮干运转时间预测方法，预测齿轮约在1.5小时失效。

关键词：弧齿锥齿轮干运转弹流润滑计算流体力学油膜厚度温度分布

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齿轮力学超材料构筑及其性能研究

振动工程学报 2024年

作者：莫帅黄祖瑞刘翊恒张伟广西大学特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室广西大学机械工程学院直升机传动技术国防科技重点实验室

本文提出了以齿轮作为基本元素构成的多稳态力学超材料，通过轮齿啮合可以使之在各稳态之间连续转换，这种稳态之间的连续转换使得该超材料表现出原位连续可调机械性能。利用有限元对力学超材料的力学特性进行研究，结果表明：基于齿轮... 详细信息

本文提出了以齿轮作为基本元素构成的多稳态力学超材料，通过轮齿啮合可以使之在各稳态之间连续转换，这种稳态之间的连续转换使得该超材料表现出原位连续可调机械性能。利用有限元对力学超材料的力学特性进行研究，结果表明：基于齿轮的力学超材料呈现出连续可调的刚度，可变的广义剪切刚度以及可调整的加速度传递率。力学超材料的这些特性为创造具有原位连续可调机械性能的可编程超材料提供了思路，同时有望被应用于智能材料和工程领域。

关键词：力学超材料齿轮力学性能传递率连续可调

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基于随机光纤激光器的多奇点涡旋光束

光学学报 2024年第10期44卷 393-403页

作者：马小雅叶俊梁峻锐何俊鸿张扬许将明周朴姜宗福国防科技大学前沿交叉学科学院湖南长沙410073 国防科技大学南湖之光实验室湖南长沙410073 国防科技大学高能激光技术湖南省重点实验室湖南长沙410073

部分相干结构光束具有抗湍流闪烁和抑制散斑等特性,在大气传输和成像等领域具有广泛的应用潜力。提出并展示了基于随机光纤激光器产生的部分相干多奇点涡旋光束。对不同拓扑荷数涡旋光束的相干叠加进行仿真研究,发现叠加过程可产生具有... 详细信息

部分相干结构光束具有抗湍流闪烁和抑制散斑等特性,在大气传输和成像等领域具有广泛的应用潜力。提出并展示了基于随机光纤激光器产生的部分相干多奇点涡旋光束。对不同拓扑荷数涡旋光束的相干叠加进行仿真研究,发现叠加过程可产生具有多个奇点的复杂相位分布。采用中心波长为1081.3 nm的随机光纤激光器作为照明光源,通过搭建空间干涉环路实现多奇点涡旋光束的产生。奇点数目可通过改变参与干涉的涡旋拓扑荷数来实现灵活调控。该工作有望为多粒子控制、涡旋光通信、光学计算和成像等领域提供重要参考。

关键词：激光器随机光纤激光器多奇点涡旋涡旋叠加奇点可控部分相干

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面齿轮-行星齿轮耦合传动系统非线性动力学研究

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华中科技大学学报(自然科学版) 2024年

作者：莫帅黄轩刘文斌张伟广西大学特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室广西大学机械工程学院华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室直升机传动技术国防科技重点实验室

为研究偏心误差对直升机齿轮传动系统的动力学影响，建立含齿轮偏心误差的面齿轮-行星齿轮动力学模型，同时考虑了时变啮合刚度以及齿侧间隙、齿间摩擦等非线性因素。分别求解当偏心误差出现在面齿轮系统和行星齿轮系统两种情况下的动... 详细信息

为研究偏心误差对直升机齿轮传动系统的动力学影响，建立含齿轮偏心误差的面齿轮-行星齿轮动力学模型，同时考虑了时变啮合刚度以及齿侧间隙、齿间摩擦等非线性因素。分别求解当偏心误差出现在面齿轮系统和行星齿轮系统两种情况下的动力学响应。用时域图、频谱图、分岔图以及最大Lyapunov指数图等表征系统在偏心误差下的动力学行为，揭示偏心作用对复杂齿轮传动系统振动特性的影响。结果表明，在部分齿轮偏心作用下，其对应啮合线位移振动位移显著增大，原有周期响应向多周期响应转变，由于各部分的耦合作用，系统其余啮合线位移在偏心激励下均出现周期性波动，振动位移表现出不同程度增大，并发生分岔复制现象，从而使得整个系统运动稳定性降低。

关键词：面齿轮行星齿轮齿轮偏心误差非线性动力学分岔与混沌

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人字齿功率分流轮系均载仿真研究

机械传动 2024年第7期48卷 91-100页

作者：张丽娜宁凤莲丁金涛中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 直升机传动技术重点实验室湖南株洲412002

均载设计技术是人字齿轮功率分流轮系发挥构型优势的关键技术。为提高人字齿功率分流轮系的均载特性,构建考虑支承刚度、扭转刚度以及齿轮副啮合刚度的静力学模型,剖析出在误差及载荷作用下影响均载特性的主要因素;利用Romax软件建立了... 详细信息

均载设计技术是人字齿轮功率分流轮系发挥构型优势的关键技术。为提高人字齿功率分流轮系的均载特性,构建考虑支承刚度、扭转刚度以及齿轮副啮合刚度的静力学模型,剖析出在误差及载荷作用下影响均载特性的主要因素;利用Romax软件建立了含浮动构件、柔性构件、人字齿等结构特征并同时考虑误差、传动系统变形的有限元仿真模型,求解了传动系统的均载系数;研究了偏心误差、同步角、弹性轴扭转刚度、人字齿对称度误差等因素单独作用对均载特性的影响规律,基于正交试验法获得了多因素交互作用对均载特性的影响规律和显著性程度。结果表明,同步角和人字齿对称度误差对均载特性影响显著,弹性轴扭转刚度对均载特性影响次之,偏心误差对均载特性有一定影响。为获得较优的均载特性,设计中应采用较小的弹性轴扭转刚度;传动轴与齿轮连接花键套需采用参数匹配的设计方法,以获得较小的同步角。

关键词：两路功率分流轮系人字齿均载特性

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高功率密度湿式离合器温度场分析及油槽优化

机械设计与制造 2024年

作者：陈志张迎东谭武中李治作中南大学机电工程学院高性能复杂制造国家重点实验室中南大学轻合金研究院中国航发湖南动力机械研究所直升机传动技术国防科技重点实验室

直升机传动系统可通过湿式摩擦离合器来实现变转速输出，提高直升机的机动性和续航能力。然而航空湿式离合器传递功率大，工况恶劣，如何在保证高功率密度的同时提高离合器的散热性能至关重要。针对这一难题，研究了某型号直升机传动系... 详细信息

直升机传动系统可通过湿式摩擦离合器来实现变转速输出，提高直升机的机动性和续航能力。然而航空湿式离合器传递功率大，工况恶劣，如何在保证高功率密度的同时提高离合器的散热性能至关重要。针对这一难题，研究了某型号直升机传动系统所搭载的湿式摩擦离合器的动态接合过程，得到其接合特性；建立了湿式摩擦离合器接合过程热流固耦合仿真模型，获得摩擦片表面的温度分布规律；以摩擦片表面径向+环形的复合油槽为研究对象，分析了环形槽宽度和间距对温度场的影响规律；根据润滑油的流动特性，提出倾斜径向+环形的改进型复合油槽，并对倾角进行优化，优化结果表明：当环形槽宽度和间距、径向槽倾角依次为0.5mm、4.5mm、60°时油槽综合冷却性能最好。研究工作可以为我国航空高功率密度湿式摩擦离合器的设计提供参考。

关键词：湿式摩擦离合器高功率密度接合特性油槽结构优化

活性弹丸超高速撞击蜂窝夹芯板双层结构的损伤特性

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爆炸与冲击 2024年第7期44卷 81-94页

作者：任思远武强张品亮宋光明陈川龚自正李正宇北京卫星环境工程研究所北京100094 可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室北京100094

为了研究蜂窝夹芯板双层结构在活性弹超高速撞击下的损伤特性,制备了PTFE(polytetrafluoroethylene)/Al/Cu柱形活性弹丸,利用二级轻气炮对蜂窝夹芯板双层结构靶开展超高速撞击实验,采用超高速摄像机记录了活性弹撞击蜂窝板的碎片云演化... 详细信息

为了研究蜂窝夹芯板双层结构在活性弹超高速撞击下的损伤特性,制备了PTFE(polytetrafluoroethylene)/Al/Cu柱形活性弹丸,利用二级轻气炮对蜂窝夹芯板双层结构靶开展超高速撞击实验,采用超高速摄像机记录了活性弹撞击蜂窝板的碎片云演化过程,分析了蜂窝板的穿孔特性和结构内部各组件的损伤特征;数值模拟了撞击过程,分析了活性弹丸的超高速侵爆效应,获得了碎片云的膨胀运动规律,揭示了活性弹丸冲击-爆轰耦合效应对靶板的损伤机理。结果表明:活性弹丸在蜂窝板上形成较小的入射孔和较大的出射孔,出射孔直径随着撞击速度的提高而增大;蜂窝夹芯板入射孔、出射孔和蜂窝芯穿孔直径随着活性弹体质量的增加而增大,入射孔直径不受蜂窝板厚度和蜂窝芯胞格直径的影响,出射孔和蜂窝芯穿孔直径随着蜂窝板厚度的增大先增大后减小,随着蜂窝芯胞格直径的增大而增大;活性弹产生具有较高膨胀速度的高温碎片云,其膨胀速度随着撞击速度的提高而提高。活性弹的冲击-爆轰耦合效应增大了结构内部组件的毁伤面积。在2~6 km/s速度范围内,活性弹在蜂窝板上形成的出射孔直径约为铝合金弹的1.3~1.8倍,碎片云的膨胀速度是铝合金弹的1.8~3.2倍。相较于铝合金弹丸,活性弹丸增大了蜂窝夹芯板双层结构内部和后板的毁伤面积,提高了毁伤效能。

关键词：活性弹丸超高速撞击碎片云损伤特征冲击-爆轰耦合效应

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大转矩叠片联轴器等效试验件设计方法

机械传动 2024年第6期48卷 162-168页

作者：侍东冯献彤李政民卿卢敏潘东凌席荣盛南京工诺科技有限公司江苏南京210016 南京航空航天大学直升机传动技术国家级重点实验室江苏南京210016

针对大转矩叠片联轴器承受载荷较大、开展疲劳寿命试验存在困难且成本较高的问题,开展大转矩叠片联轴器等效试验件设计,使其满足通用联轴器试验设备条件,降低试验成本;建立叠片联轴器等效设计原则,并基于等效对称循环应力,提出了一种大... 详细信息

针对大转矩叠片联轴器承受载荷较大、开展疲劳寿命试验存在困难且成本较高的问题,开展大转矩叠片联轴器等效试验件设计,使其满足通用联轴器试验设备条件,降低试验成本;建立叠片联轴器等效设计原则,并基于等效对称循环应力,提出了一种大转矩叠片联轴器等效试验件设计方法。通过理论计算和有限元仿真分析,对比验证了该设计方法的准确性和可行性。

关键词：叠片联轴器等效试验件等效对称循环应力疲劳寿命