齿轮本体温度场和热变形修形计算

本文运用有限元法，分析了在稳定负荷下运转并处于热平衡状态的直齿齿轮本体温度的计算，编制了齿轮轮齿本体温度场的计算程序和轮齿热变形的计算程序，同时对施热系数和输入摩擦热等问题的计算进行了分析，讨论了它们对轮齿本体温度的影响和对齿面输入摩擦热分布的影响，最后通过分析计算确定轮齿热变形进行轮齿修形，并在ＣＬ－１００型齿轮试验机上验证了轮齿修形效果。     

圆板模型温度响应的研究

本文通过分析计算和试验相结合,探讨了圆板模型具有单孔输入热量和多孔输入热量时温度响应的简化计算方法。其中着重讨论了两个问题:一是计算圆板模型温度响应时,用一个按等效放热能力原则确定的放热系数以简化温度场求解。在单孔输入热量条件下,计算结果与实测值比较,得到相当满意的结果;二是对多孔输入热量的圆板温度响应,则用单孔输入热量的温度响应进行叠加,并通过与试验结果进行相比,表明该方法在工程近似计算中的实际意义。     

求解渐开线直齿轮热弹流润滑问题的新数值分析法

运用一种新的数值分析，获得了渐开线直齿轮传动热弹性流体动力润滑问题的压力分布、油膜厚度以及温度分布，并将本文数值计算结果与Ｍ Ｓａｔｏ和ＳＴａｋａｎａｓｈｉ的实验结果进行比较，取得了较好的致性；本文还通过用新的数值分析法和Ｎｅｗｔｏｎ－Ｒａｐｈｓｏｎ迭代法对几种工况下渐开线直齿轮传动弹流润滑问题进行计算对比，验证了新的数值分析方法求解的快速性。     

直升飞机主减速器传动轴稳态热分析

以包括传动轴、直齿轮、人字齿轮及滚动轴承在内的直升飞机主减速器某传动轴系统整体为研究对象,以齿轮啮合学、摩擦学、传热学等理论为基础,确定传动轴整体传热模型和边界条件,计算传动轴、直齿轮、人字齿轮和轴承的摩擦功率损失以及各个接触面的对流换热系数。建立传动轴系统整体有限元模型,确定传动轴系统热载荷加载方法,获得传动轴系统整体和传动轴本身的稳态温度场。研究结果表明:在整个传动轴系统中,大轴承外圈的温度最高;传动轴上与人字齿轮接触部位温度最高;传动轴的温度呈阶梯性分布。     

基于有限长线接触的直齿轮弹流润滑数值模拟

针对具有旋转与轴向2个方向速度的胶印机窜墨棍直齿轮润滑问题,提出一种基于有限长线接触的直齿轮弹性流体动压润滑的数值模拟方法.首先,对模型进行几何分析,并运用有限长弹流理论建立了包含2个方向速度的控制方程,如Reynolds方程、油膜几何方程、润滑油黏度、密度方程和载荷平衡方程;然后,对控制方程进行无量纲化以提高数值计算效率和求解的收敛性;最后,采用有限差分法对具有强非线性的控制方程进行离散化,并采用多重网格法进行数值求解.数值计算结果表明,该方法能有效获得直齿轮不同工况下的润滑油膜压力、膜厚分布,同时还可得到相应的油膜摩擦系数,为研究具有2个方向速度的直齿轮摩擦问题提供了一种有效途径.     

行星齿轮传动系统动态温度场数值分析与实验研究

针对行星齿轮系统齿面温度过高导致润滑油失效及传动系统故障的问题,提出了一种齿轮轴承转子系统的动态温度场数值分析与实验研究方法。首先,采用集中参数法建立了平移扭转耦合的多自由度行星齿轮传动系统动力学模型,求解得出了齿轮与轴承动载荷;然后,以系统动载荷为输入条件并结合传热学原理建立了包含轴承齿轮摩擦生热及传动系统散热的动态温度场数值分析模型,计算得出了传动系统动态温度;最后,采用热电偶与热成像相结合的方法,在定点温度测量的基础上得到了传动系统整体温度分布特征。数值分析结果表明：计入轴承摩擦生热时,随着负载持续增大,轴承生热对齿面温度的影响也越大;系统温度随转速变化呈对数关系,随负载变化呈线性关系。实验结果表明,系统整体温度场存在外啮合温度高于内啮合温度的现象,所提方法的理论与实验误差较传统方法减小了1.29%。     

直齿圆柱齿轮三维本体温度场和热变形的研究

本文研究了直齿圆柱齿轮的本体温度场和热变形.同时对齿轮传动中双齿啮合区间两对齿之间的载荷分配问题和一对啮合齿面间的摩擦热流分配问题也进行了研究.文中实现了直齿圆柱齿轮三维本体温度场的有限元计算,探讨了齿宽、载荷、速度、端面散热系数等因素对三维温度场的影响.本文还就热变形问题进行了计算,为轮齿修形提供了依椐.计算结果表明,当载荷沿齿宽分布不均匀时,热变形有可能导致热弹性失稳.     

应用遗传算法的齿轮传动优化设计

以一对齿轮机构分度圆柱体积之和最小为优化目标,建立了优化设计的数学模型。由于传统的优化方法存在着求解过程复杂和寻优过程容易陷入局部最优解的问题,故通过神经网络方法拟合待求系数,结合遗传算法,应用matlab遗传算法工具箱寻求最优解,使求解过程得到简化,确保可靠地获得全局最优解。     

内燃机受热零件周期性瞬时温度场理论计算的研究

为了研究燃气向受热零件壁面的放热系数和零件瞬时温度周期性波动对其热强度的影响,需要计算零件在不稳定传热条件下的周期性瞬时温度场. 对于一维模型可由热传导偏微分方程导出解析解,它能用叠加的方法求解,本文通过误差分析提出如何来迭择参数.此外还推导了应用FFT的计算方法.我们能用这两种方法求出壁内不同深度各点周期性的瞬时温度. 对于任意形状零件,本文提出一种区域切割方法并且用有限差分法求解瞬时温度场. 以上方法均编制出计算机程序,并对内燃机受热零件进行了计算.计算实践表明这些计算方法是可行的.在壁面上周期性瞬时温度波动和附加热应力是相当大的,必须给予重视.     

温度变化对啮合齿轮侧隙的影响

啮合齿轮在稳定工作时,由于摩擦等原因,引起齿轮轮体、润滑油、箱体的温度变化。该文运用热弹性力学原理,分析了在没有加工误差或齿轮副安装误差的条件下,温度变化对啮合齿轮侧隙的影响,计算了保证热变形齿轮正常工作所需的最小侧隙。     

计及齿面摩擦的高功率密度齿轮传动效率分析

为考察齿面摩擦对高功率密度齿轮传动效率的影响,提出了一种基于虚拟样机方法的齿轮传动效率预测及动特性分析方法.考虑齿轮和转轴的柔性变形、齿轮时变啮合刚度,建立齿轮、转轴、轴承的柔性多体动力学模型,通过求解动力学方程得到齿轮传动系统的传动效率和动特性,并分析了齿面摩擦对直齿轮、斜齿轮、人字齿轮传动系统传动效率、动态特性的影响规律.结果表明:随着齿面摩擦系数的增加,接触应力增加,动态切向摩擦力变大;在高速工况下,人字齿轮接触应力最小,但传动效率高于斜、直齿轮.     

液黏离合器摩擦副对流换热系数数值模拟研究

为了预测液黏离合器的温度场分布及热负荷特性,通过数值模拟研究求得摩擦副散热面的对流换热系数。应用计算流体动力学软件CFX建立了摩擦副流固耦合有限元模型,获得了摩擦副的温度场分布,综合考虑换热表面形状、摩擦片转速、油液流速和入口压力、流体物理性质等因素,揭示了各因素与对流换热系数之间的内在联系。结果表明：摩擦副温度从内径到外径逐渐升高,菱形区域中心温度比四周高。摩擦片转速越大对流换热系数越大;油液黏度越小,入口压力越大,对流换热系数越大。可见,油液流速对换热系数的影响最为显著;摩擦片转速、油液的入口压力和黏度会改变流速及流体的运动状态,从而影响对流换热系数。     

寒潮期间大体积混凝土保温研究

大体积混凝土在施工期间不可避免地会发生气温骤降.如果不注重表面保护,大体积混凝土表面极易开裂.通过对混凝土表面放热系数的计算、表面温度的计算以及混凝土表面保温计算原理的研究,为寒潮期间保温措施的采用提供了一定的参考,并计算了温度骤降对某典型坝段的影响.     

直齿圆柱齿轮三维接触应力边界元分析

提供了一种有摩擦的三维弹性接触问题边界元分析方法及其前处理技术，并将此法用于一对处于啮合状态的直齿轮，得到了满意的结果。该程序使用方便，只需输入齿轮的基本参数，即可得到齿轮不同啮合位置的网格、应力分布。     

基于有限元的发动机受热零件温度场分析

针对490柴油机燃烧室改型后各受热零件热负荷上升的问题,采用有限元方法对其进行温度场的计算分析.在应用VB高级计算机语言编程计算气缸内气体瞬时温度和瞬时放热系数作为有限元热分析边界条件的基础上,用UG软件对活塞、缸盖及缸套进行三维建模,并导入有限元软件ANSYS进行网格划分.在ANSYS软件中采用热分析单元对各零件的温度场进行了模拟计算.结果表明:该机活塞的最高温度出现在受燃气影响最大的燃烧室喉口位置,活塞整体温度分布沿轴线向下逐渐降低,第1道环槽处温度值偏高易出现热故障,在优化设计中应采取冷却或隔热措施;缸盖底板火力面的最高温度出现在受进排气影响最大而冷却困难的鼻梁区;缸套温度沿轴线方向从上往下逐渐降低.     

某型变转速直升机传动系统动力学特性分析

参考国外两级变速传动构型,基于某型直升机主减的结构布局,设计两级变转速直升机传动系统。利用集中质量法建立该型变转速直升机传动系统的动力学模型,模型中考虑时变啮合刚度、齿面摩擦、行星轮系的啮合相位以及各级齿轮副的综合传递误差等因素,推导系统的动力学微分方程。利用龙格库塔法进行数值求解,对比分析变转速直升机在相同工况下,高速级与低速级传动路径中系统的固有特性、动载荷、行星轮系的均载以及系统各级齿轮传动之间的耦合响应特性,研究输入功率、输入转速和摩擦因数对系统动力学特性的影响。研究结果表明:系统高速级路径中各级齿轮动载系数波动幅度较小,但低速级路径中两级行星轮系均载特性更优;可通过适当提高输入功率,降低输入转速来改善变速系统的动力学特性。     

机械泵驱动冷却回路在模拟航天温度边界下散热能力分析

 对机械泵驱动两相冷却系统在模拟太空工作的边界问题条件下散热能力和工作特性进行实验研究,从而得到结论：当系统的热负荷较小而边界温度较低时,放热量变大使系统平均温度降低,造成蒸发段温度无法控制,冷凝器的温度也可能会降到低于工质的凝固点冻结,冷凝段管路也将因固态工质堵塞而无法循环,此时需采取降低储液器设定温度的方法来减小系统的放热量。当系统的热负荷较大而边界温度较高时,系统在冷凝器的放热量较小而使得热负荷无法完全释放时,系统的平均温度上升,造成泵的入口温度达到工质的饱和温度,产生的气泡有可能会对机械泵内的部件产生气蚀,并引起机械泵工作不稳定,无法保证设定的流量循环。实验结论为该类系统的设计与应用提供了可靠的依据。     

机械泵驱动冷却回路在模拟航天温度边界下散热能力分析

对机械泵驱动两相冷却系统在模拟太空工作的边界问题条件下散热能力和工作特性进行实验研究,从而得到结论:当系统的热负荷较小而边界温度较低时,放热量变大使系统平均温度降低,造成蒸发段温度无法控制,冷凝器的温度也可能会降到低于工质的凝固点冻结,冷凝段管路也将因固态工质堵塞而无法循环,此时需采取降低储液器设定温度的方法来减小系统的放热量.当系统的热负荷较大而边界温度较高时,系统在冷凝器的放热量较小而使得热负荷无法完全释放时,系统的平均温度上升,造成泵的入口温度达到工质的饱和温度,产生的气泡有可能会对机械泵内的部件产生气蚀,并引起机械泵工作不稳定,无法保证设定的流量循环.实验结论为该类系统的设计与应用提供了可靠的依据.     

竖直板外含不凝性气体的蒸汽凝结过程的研究

本文建立了在含不凝性气体的蒸汽凝结过程中,液膜表面外形成的气-汽扩散层内自然对流传热和传质的物理和数学模型。文中采用积分方法求解描述凝结过程的微分方程组;计算了凝结放热系数九及传质系数k,并讨论了一些主要参数对凝结放热系数及传质系数的影响。     

考虑温度效应的斜齿轮时变啮合刚度解析算法

以斜齿轮副为研究对象,基于切片法和积分思想,计入齿面接触温度变化引起的齿廓形变,结合轮齿接触、弯曲、剪切、轴向压缩及基体弹性变形,提出了考虑温度效应的斜齿轮啮合刚度解析算法,并通过有限元法验证了算法的准确性.分析了不同摩擦因数、输入转矩、输入转速等工况参数对斜齿轮啮合刚度的影响规律.结果表明,考虑齿轮温升影响后,轮齿从啮入到啮出整个过程的啮合刚度均有所增大;随着摩擦因数、输入转矩和输入转速的增大,斜齿轮本体温度及啮合齿面瞬时闪温升高,单齿啮合刚度和综合啮合刚度均值呈增大趋势.研究结果可为高速重载齿轮系统准确高效的动力学分析提供理论依据.