基于ADAMS的压缩机主传动系统动力学优化问题研究

以某w型活塞式压缩机主传动系统为研究对象,利用多柔体动力学软件ADAMS,对额定工况下计入摩擦的压缩机主传动系统动力学优化设计问题进行研究．得到了额定工况下主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应．在此基础上,建立压缩机主传动系统动力学优化设计数学模型,以压缩机气缸中心线夹角和压缩机曲轴转速为设计变量,以两主轴承曲轴轴颈中心径向振动响应的加权平均值为优化目标．采用参数化建模技术在ADAMS中建立优化模型进行优化分析,探讨了目标函数与设计变量之间的关系并得到最优解．得到的结论为活塞式压缩机动态设计打下基础．     

活塞式压缩机弹性曲轴——滚动轴承系统动力学分析

以某W型活塞式压缩机的曲轴-滚动轴承系统为研究对象,利用动力学仿真软件ADAMS,研究了额定工况作用下弹性曲轴一滚动轴承系统的动力学行为。首先,在有限元软件ANSYS中建立弹性曲轴的有限元模型。其次,利用Hertz公式和超静定问题的解法（力法）推导出滚动轴承受力与变形关系的计算公式并得到数值解。最后,在ADAMS软件中建立弹性曲轴-滚动轴承系统动力学仿真模型,仿真求解并得到相应的动力学响应。所得到的计算结果对进一步了解压缩机动力学性能和主轴承设计有指导作用。     

船用齿轮箱多体动力学仿真及声振耦合分析

基于多体系统动力学理论,综合考虑齿轮副时变啮合刚度、齿侧间隙、轴承支撑刚度等内部激励以及螺旋桨外部激励,建立了含传动系统及结构系统的船用齿轮装置多刚体系统动力学模型,计算了齿轮副动态啮合力及轴承支反力;对齿轮箱及支座进行柔性化处理,形成多柔体系统动力学模型,采用模态叠加法计算了箱体表面的动态响应.而后以多体动力学分析所得的轴承支反力频域历程为边界条件,建立了箱体声振强耦合分析模型,预估了齿轮箱表面声压及外声场辐射噪声.结果表明,齿轮副动态啮合力、轴承支反力以及箱体动态响应频域曲线的峰值均出现在齿轮副的啮合频率及其倍频处;仿真所得的箱体振动加速度及外声场辐射噪声与齿轮箱振动噪声试验台架实测结果吻合良好.     

往复式冰箱压缩机曲轴动态特性与轴承润滑计算分析

提出一种往复式冰箱压缩机受动态载荷作用的悬臂曲轴动态特性及其主副滑动轴承油膜厚度的计算分析方法。采用压缩机汽缸内压力变化实测数据,考虑活塞、连杆与曲轴所受气体力和惯性力,建立了曲轴与电机转子横向位移与倾斜动力学方程;采用滑动轴承有限长油膜模型,并用有限元离散化方法数值逼近;观测了过负荷工况寿命试验后曲轴磨损情况,测量了曲轴圆度。对样机的计算分析结果表明:压缩机工作时,曲轴除转动与平移外,倾斜方位也在不断变化,但上部中心基本上在第一象限内,而下部在第三象限,转角为0°时曲轴倾斜最大;额定与过负荷工况下,曲轴与轴承孔上部会发生偏磨,而轴承与轴承孔下端过负荷工况会发生偏磨;增加曲轴直径,主副轴承最大偏心率都会减少,最小油膜厚度明显增加;转速增大会使主轴承油膜厚度减小,而副轴承油膜厚度增加。该结果可为节能环保冰箱压缩机的研发提供参考。     

L型压缩机曲轴-滚动轴承系统动力学分析

本文以某L型压缩机曲轴-滚动轴承系统为研究对象,在ADAMS中建立模型研究该系统动力学行为,依据轴承结构材料特性处理轴承反力与变形关系,将其求解结果和以往做法得到的结果进行比较.结果显示,考虑轴承结构材料特性后曲轴颈振动响应有所增加,最大处峰值增量为18.081%,轴心轨迹基本保持原有形状,轴承反力相差不大,可见新方法进一步完善和发展了原有方法,提供了一种更加合理的求解方式.     

变速工况下某变速器壳体的动态响应分析

基于多体系统动力学理论,综合考虑齿轮副时变啮合刚度、齿侧间隙、轴承刚度及阻尼、转速连续变化的影响,建立了变速器传动系统动力学模型,计算得到齿轮动态啮合力和壳体各轴承座处的动态支反力.然后对变速器壳体柔性化处理,获得变速器壳体固有频率及振型.最后以各轴承座处的动态支反力为激励,采用模态叠加法计算壳体结构的动态响应,获得了壳体表面的振动信息.仿真结果表明:在扭矩一定时,变速器壳体表面振动加速度幅值随转速升高呈增大趋势,与实验台架实测结果吻合良好,并且误差在10%以内.     

基于虚拟样机的转子式压缩机瞬态工况激励载荷辨识方法

针对封闭式压缩机瞬态工况下激励载荷测试困难的问题,文章通过测试启动过程等瞬态工况下压缩机排、回气口的位移响应,并结合压缩机的虚拟样机动力学模型,提出了一种压缩机瞬态工况下激励载荷的辨识分析方法。分析了转子式压缩机在启动阶段的载荷特征,明确了压缩机在启动过程等瞬态工况下的激励载荷具有较明显的脉冲激励特征,进而提出了对脉冲激励峰值出现时间以及峰值载荷的辨识算法,并通过实验测试验证了该算法可行,为压缩机-管路系统在启动过程等瞬态工况下的动力学响应特性分析奠定了一定的基础。     

采用多体动力学的压缩机曲轴结构优化

以小型活塞式压缩机为研究对象,提出了降低曲轴系统扭振幅值、提高曲轴强度、轻量化曲轴的优化设计方法。在考虑电机转动惯量影响的同时建立了曲轴系统多体动力学模型,利用正交试验方法从多个设计参数中筛选出影响曲轴系统扭振和强度性能的显著因子,并在显著因子和曲轴系统一个周期内的最大扭转角、峰值应力及质量下拟合了二阶响应面模型,采用非劣排序遗传算法(NSGA-II)对二阶响应面拟合模型进行了优化。通过对某W型活塞式压缩机平衡重过渡圆角半径、曲轴偏心距和曲柄厚度进行优化显示,压缩机曲轴质量、自由端扭转角、峰值应力与初始值相比分别下降了11.31%、22.9%、25.10%,表明优化后曲轴系统的扭振幅值下降,质量减轻,强度提升。研究结果可为优化压缩机设计、提高曲轴的性能提供参考。     

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。     

起升动载激励下岸桥起升传动系统动态特性

为研究岸桥起升传动系统在起升复杂工况下的动态特性,建立了起升机构的动力学模型,模拟了传动系统所受的起升动载.考虑传动系统中齿轮副的时变啮合刚度和支撑刚度,建立了起升传动系统平移-扭转耦合的动力学模型,得到了电机从启动到匀速最后减速到停止的起升过程中传动系统各构件的振动响应,并对不同阶段的啮合力进行了频域分析.研究表明,传动系统各构件的扭转振动与起升动载有相同的变化趋势,且由于起升速度的变化,加速和减速阶段的啮合力频谱出现了边频带现象.     

旋挖钻机变幅机构的动力学建模与仿真

为研究和提高变幅机构的动力学性能,采用牛顿-欧拉法建立四连杆机构的动力学数学模型,在Simulink平台上构建基于Matlab函数的变幅机构的动力学仿真模型,分别对4种变幅机构形式各在2种钻桅位姿状态下的变幅过程进行仿真,并对动力学仿真结果进行分析和比较。研究结果表明:动臂变幅油缸需提供的主动力与钻桅位姿以及动臂和连杆间的相对位置均无关,与动臂变幅油缸和动臂的相对位置有关;钻桅位姿和变幅机构的形式对动臂在和转台铰链处所受约束反力以及转台所受约束反力的幅值之和这两者均有影响;动臂位于连杆下方而动臂变幅油缸位于动臂下方的形式具有较好的动力学性能。     

工艺参数优化下连杆摆动副衬套结构强度研究

文中运用有限元法仿真了强力旋压下衬套中产生的残余应力,并基于温度等效模拟法获得了考虑残余应力下的连杆摆动副结构强度特性,进而开展了针对连杆摆动副衬套刚强度特性受减薄率、进给比和热处理温度等衬套工艺参数的规律分析和优化计算.结果表明,减薄率、主轴转速、进给比对残余应力值影响不大,残余应力值沿轴向呈对称分布,且两端较大;在连杆摆动副中,残余应力会使连杆摆动副工作中的应力与变形增大,残余应力较大处增幅明显,而对接触压力影响较小;由响应面优化该型衬套的应力和变形下的最优工艺参数为减薄率28.37%、进给比0.154和热处理温度261.73℃.      

变转速风电行星齿轮传动系统动力学特性

针对风力发电机变转速工况,采用集中质量参数法建立了变速风电行星齿轮传动系统的动力学模型,通过傅里叶级数将时变啮合刚度转化为啮合频率的函数形式,根据仿真的线性升速曲线,分析了变转速对齿轮副时变啮合刚度的影响,并利用龙格库塔法求得了传动系统中各齿轮的动态响应.在此基础上,对风电齿轮箱试验台升速过程测试信号进行分析,验证了所建变转速风电行星齿轮传动系统动力学模型的有效性.     

变排量斜盘式压缩机斜盘动力学分析

变排量斜盘式压缩机斜盘倾角变化的动力学分析关系到压缩机的斜盘倾角控制,同时斜盘倾角变化的平稳性、快速性也影响着压缩机的性能。文章根据压缩机的运动学分析和斜盘倾角变化的动力学分析,从理论上计算了压缩机的斜盘倾角变化过程;通过多种工况下的斜盘倾角时间响应计算,分析了压缩机斜盘部分的阻尼系数、转速、斜盘转动惯量、斜盘质量、弹簧弹性系数对瞬态斜盘倾角变化的平稳性和快速性的影响。该文研究结果为变排量斜盘式压缩机的斜盘倾角设计和振动噪声分析提供了一定的参考。     

电动车高速轮边齿轮传动动态特性分析与优化

针对某电动汽车高速轮边减速器振动大、噪声强度高等关键问题,建立该减速器齿轮传动系统动态啮合分析模型,对额定功率、最高转速与最大转矩3种工况的各级齿轮副的啮合特性与动态响应进行计算,分析系统振动结构噪声幅值及其分布规律,研究关键重合度设计参数对系统动态啮合性能的影响,基于MASTA提出传动系统宏观几何参数优化方案。研究结果表明:各工况下输出级齿轮副的传动误差峰峰值偏大,高速输入轴轴承处的结构噪声最大;与轴向重合度为非整数设计工况相比,当齿轮副的轴向重合度接近整数时,齿轮副接触线长度变化率较小,啮合过程中接触载荷波动较小,啮合刚度变化率明显降低,齿轮箱各轴承处结构噪声得到明显降低;宏观几何参数优化方案使得各齿轮副动态性能得到一定的提升。     

高速机车传动系统等效负载的研究

等效负载的确定是机车传动系统动力学研究中的关键问题。根据Ｋａｌｋｅｒ理论,确定出计算负载力矩的方法,并选取直线运行时的几种典型工况编程计算。结果表明,负载力矩除了与机车结构参数、轮轨几何参数、材料特性等有关外,还与外界激励作用下机车的动力学响应有关。提出的计算方法和计算结果对其它工况下负载的计算以及机车传动系统动力学研究都有着重要的意义。     

变载荷下风力发电机行星齿轮传动系统齿轮-轴承耦合动力学特性

根据风力发电机传动系统在随机风场中复杂变工况的工作特点,建立了最小二乘支持向量机风场随机风速模型,获得了由随机风速引起的时变风载荷。采用集中质量参数法建立了风力发电机行星齿轮传动系统中齿轮滚动轴承耦合动力学模型,考虑了风力发电机行星齿轮传动的变风载输入、齿轮时变啮合刚度和滚动轴承时变刚度等影响因素,对变风速下1.5 MW半直驱风力发电机行星齿轮传动系统的动力学特性进行了仿真计算分析,求得了变风速下行星齿轮传动系统的振动位移、各齿轮副的动态啮合力和非线性动态轴承力,为风力发电机传动系统的动态性能优化和可靠性设计奠定了基础。     

柴油机主副连杆有限元分析方法

主副连杆结构特殊,工作环境复杂而且恶劣,它作为柴油机的主要零部件之一,关系到柴油机整机工作的可靠性.该文研究采用有限元方法对其进行结构强度分析的技术措施.基于I-DEAS 11.0软件平台,应用特征建模技术对某柴油机主副连杆机构进行了实体化建模.利用接触单元模拟实际工作中各构件之间的接触状态,选取主缸最大爆压时刻作为连杆静强度分析载荷工况,实现了对主副连杆结构的应力和变形分析.寻求到了一套进行主副连杆分析的有限元分析技术途径,可为此类结构的可靠性设计提供参考依据.     

轧机主传动动力学CAD系统的研制

通过对Ｍａｔｌａｂ语言及轧机设计理论的研究,给出也轧机主传动系统的一般力学模型,基于Ｗｉｎｄｏｗｓ９８平台上开发了轧机主传动系统的动力学ＣＡＤ分析系统。在同一软件Ｍａｔｌａｂ环境下,完成了轧机主传动系统的数值计算与几何设计一体化过程,从而获得求解轧机主传动系统的自然频率、振型和动力响应等问题的一种简洁、有效的方法。     

活塞发动机止动轮毂传动系统动态特性分析

为揭示活塞发动机止动轮毂传动系统振动机理,在分析发动机止动轮毂系统工作原理的基础上,分别采用能量法与Adams多体动力学软件,建立了止动轮毂传动系统动力学模型,提出了止动轮毂三爪曲面接触系统动力学建模与分析方法。通过对比分析两种模型在额定工况下轴向力响应结果,相互验证了动力学仿真模型的正确性。为减轻止动轮毂系统振动冲击,研究了不同扭矩和轴向预紧力工况对止动轮毂系统轴向冲击力与位移的影响规律。结果表明：不同工况参数下的系统动态响应特性差异明显;随着扭矩由350 N·m增大到500 N·m,系统轴向冲击力增大,轴向位移增大近一倍;随着轴向预紧力由6 000 N逐步增大到8 000 N,系统轴向冲击力峰值逐渐增大,稳定后均值变化较小,轴向位移则随之减小。在额定扭矩工况下,取适当小的轴向预紧力,有利于减小止动轮毂系统所受的轴向冲击力,改善系统振动冲击。