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《重庆大学》 2009年
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基于热弹耦合大功率船用齿轮箱动态特性研究

陆波  
【摘要】:课题来源于国家“十一五”科技支撑计划“高速、重载、精密机械传动系统共性关键技术研究”(2006BAF01B07-01)。为了适应国家重大装备与重点工程的需要,齿轮传动正朝着高速、重载、低噪声、高可靠性的方向发展。以船用减速器、燃气轮机齿轮箱、风力发电齿轮箱为代表的高速、重载机械传动系统是大型机械装备的重要基础件,其性能的优劣直接影响重大机械装备的综合性能和寿命。开展对高速、重载齿轮传动系统共性技术、关键技术的研究与开发,提升机械传动零部件及其相关装备产业的国际竞争能力,具有重要理论意义和工程实用价值。 论文基于齿轮啮合原理、轮齿接触分析、摩擦学和传热学、非线性系统动力学,以理论分析、有限元仿真为手段,对基于热弹耦合的大功率船用齿轮箱系统动态特性进行理论分析和实验研究。 论文的主要研究内容如下: ①建立大功率船用齿轮箱齿轮-转子-轴承-箱体耦合三维精细有限元模型,对系统的固有特性进行分析,得到约束情况下船用齿轮箱前20阶固有频率及振型。 ②在考虑热弹耦合的基础上,对齿轮接触状态进行有限元分析,研究在热弹耦合情况下轮齿接触力和变形,得出基于热弹耦合工况下齿轮时变啮合刚度。 ③在基于热弹耦合的时变刚度激励、误差激励和啮合冲击激励等内部激励和外部激励的影响下,对船用齿轮箱系统动态响应进行分析,得出系统的振动和结构噪声特征。 ④结合非线性动力学方法对系统动态响应的数值特征进行分析,分析其时间历程曲线、功率谱密度、相轨迹、庞加莱截面、最大Lyapunov指数,揭示其非线性动力学规律。 ⑤对船用齿轮箱的固有特性、振动和结构噪声进行实验测试,验证理论分析的正确性,归纳总结出了一套针对大型船用齿轮箱动态特性的分析计算方法。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U664.22

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 王海霞;小倾角船用齿轮箱接触分析及动态特性研究[D];重庆大学;2010年
2 陈世其;超重型刮板输送机行星传动装置设计理论研究[D];中国矿业大学;2011年
3 刘文;齿轮系统结构噪声及空气噪声分析与试验研究[D];重庆大学;2010年
4 安永东;大扭矩封闭试验系统加载器研制及其均载特性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
5 徐向阳;柔性销轴式风电齿轮箱动力学研究[D];重庆大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 林雪妹;船用齿轮箱的结构优化及抗冲击性能研究[D];浙江大学;2011年
2 汤黎明;基于有限元法的平面包络环面蜗杆副的力学特性研究[D];重庆大学;2011年
3 郑站强;风电齿轮箱动态特性研究与工作模态测量分析[D];重庆大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李瑰贤,马亮,陶建国,周铭,林少芬;舰船用齿轮传动啮合刚度及动态性能研究[J];船舶工程;2000年05期
2 李连进,张维屏;降低齿轮箱噪声的一种途径[J];东北工学院学报;1989年04期
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4 李润方,黎豫生;耦合热弹性接触有限元法及其在齿轮传动中的应用[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年01期
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6 朱才朝,秦大同,冉振亚,孙士雅;环式减速器发热问题分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2001年02期
7 林腾蛟;蒋仁科;李润方;杜雪松;;同轴双输出行星减速器振动分析及噪声预估[J];重庆大学学报(自然科学版);2007年11期
8 许洪斌,张光辉,加藤正名;分阶式双渐开线齿轮轮齿刚度的研究[J];重庆大学学报(自然科学版);1999年01期
9 陈万吉;耦合热弹性接触问题的有限元分析[J];固体力学学报;1981年03期
10 王基;吴新跃;朱石坚;;某型船用传动齿轮箱振动模态的试验与分析[J];海军工程大学学报;2007年02期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 龙慧;高速齿轮传动轮齿的温度模拟及过程参数的敏感性分析[D];重庆大学;2001年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴体;肖承波;熊峰;;建筑结构中的振动问题与对策[J];四川建筑科学研究;2006年06期
2 曾庆海;马中军;王艺霖;;引入混沌理论的混凝土中氯离子传输机理研究[J];四川建筑科学研究;2007年01期
3 张华智;冯毅芳;;利用小波分析方法识别结构模态参数[J];四川建筑科学研究;2007年06期
4 刘慧卿;周国峰;张先起;;空调负荷混沌特性分析与预测[J];四川建筑科学研究;2009年05期
5 吴体;解振涛;王永维;罗苓隆;;结构动力特性测试在优秀历史建筑保护中的应用[J];四川建筑科学研究;2010年06期
6 郑志敬;周钦富;张建华;杨胜利;;松墨天牛成虫林间种群数量混沌特性的识别[J];安徽农业科学;2011年03期
7 陈利星;陈绘画;周钦富;;神经网络对马尾松蛀干类害虫数量的混沌识别[J];安徽农业科学;2011年28期
8 王福军;Y.T.FENG;D.R.J.OWEN;张静;刘洋;;PARALLEL ANALYSIS OF COMBINED FINITE/DISCRETE ELEMENT SYSTEMS ON PC CLUSTER[J];Acta Mechanica Sinica;2004年05期
9 蔡爱民,查良松;基于分形理论的安徽省旱、洪涝灾害时序特征分析[J];安徽农业大学学报;2005年04期
10 胡素影;周新祥;郑文广;;节流降压-小孔喷注消声器优化设计与模态分析[J];辽宁科技大学学报;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢永;蔡国平;刘松;;基于输入和输出数据的柔性板的时域空间建模与主动控制研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 李春明;尹华兵;;齿侧间隙对行星排齿轮动态特性的影响分析[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 刘润杰;申金媛;张端金;穆维新;;下一代网络信令流量的混沌预测[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
4 张明星;柳亦兵;辛卫东;;基于时域方法的核电站沸水反应堆试验模态参数识别[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 蔡烽;石爱国;沈泓萃;;不规则波浪激励下的船舶横摇运动动力学研究[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
6 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;海浪非线性行为的参数化表征[A];纪念顾懋祥院士海洋工程学术研讨会论文集[C];2011年
7 杨文;张志敏;万浩;;一种改进的短期交通流量多步预测模型[A];转型与重构——2011中国城市规划年会论文集[C];2011年
8 郭建娟;尹华兵;江磊;邵朋礼;;基于LS-DYNA的定轴齿轮和行星排渐开线直齿轮非线性动力学特性研究[A];第二届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2006年
9 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;周德才;;不规则横浪中船舶大角横摇的非线性动力学分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
10 蔡烽;沈泓萃;缪泉明;;风浪中舰船摇荡运动时历的混沌分析[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张杏莉;几何约束求解关键问题研究[D];山东科技大学;2010年
2 杨莉;基于可持续发展的我国电源结构优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 吴冬梅;基于达芬振子的微弱信号检测方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 孙明;基于小波和迟滞的混沌神经网络及其应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 谢忠玉;电力短期负荷时间序列混沌特性分析及预测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 赵金宪;复杂系统脆性理论在煤矿生产系统脆性风险评价中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 万九文;国际原油海运运费市场波动特征研究[D];大连海事大学;2010年
8 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
9 倪丽萍;基于分形技术的金融数据分析方法研究[D];合肥工业大学;2010年
10 陈奇;基于分形理论的汽车变速箱齿轮接触强度研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙丽娟;基于煤矿瓦斯监测数据的煤与瓦斯突出预警技术研究[D];河南理工大学;2010年
2 符俊杰;敷设粘弹阻尼的矿用溜槽振动特性研究[D];山东科技大学;2010年
3 王权;起重机减速器变位斜齿轮副有限元仿真分析与研究[D];山东科技大学;2010年
4 张莉;n-GaAs中的混沌研究[D];长春理工大学;2010年
5 夏云清;装载机差速器齿轮的非线性接触与疲劳寿命分析[D];浙江理工大学;2010年
6 李会臣;基于时频分析的齿轮故障机理及诊断研究[D];郑州大学;2010年
7 丁豹;斜齿轮系统振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 李娅;基于混沌理论的电力谐波检测研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 王晓艳;非线性混沌电路的分析与设计[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 杨俊卓;平行轴同侧传动封闭试验台的加载器研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵鹏礼,魏来生,贾爽;传动箱有限元强度计算与优化[J];车辆与动力技术;2002年03期
2 樊新海;李胜利;安钢;武东民;王凯;;装甲车辆传动装置振动烈度监测与评估[J];兵工学报;2009年03期
3 王成;方宗德;贾海涛;;人字齿轮均载特性的理论分析与试验研究[J];兵工学报;2011年01期
4 赵国珊,骆延宾;平面二次包络环面蜗杆传动轮齿应力分析(英文)[J];北京理工大学学报;1990年S1期
5 阎清东,项昌乐,冯永存;功率封闭机械式变速器齿轮寿命试验台[J];北京理工大学学报;1998年03期
6 刘理,刘士光,李天匀,马廷淮;大型船舶机舱结构冲击响应的数值模拟[J];船舶工程;1999年02期
7 李瑰贤,马亮,陶建国,周铭,林少芬;舰船用齿轮传动啮合刚度及动态性能研究[J];船舶工程;2000年05期
8 江国和;沈荣瀛;尹立国;;利用伪力法计算带限位器的船舶设备非线性冲击响应(英文)[J];船舶力学;2006年06期
9 朱小平;冯奇;;船舶主推进系统冲击研究[J];船舶力学;2007年01期
10 赵永强;李瑰贤;常山;张祥;;船用大功率两级人字齿行星传动系统的振动特性研究[J];船舶力学;2009年04期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张德生;大功率阀控液力偶合器设计理论及关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
2 刘建湖;舰船非接触水下爆炸动力学的理论与应用[D];中国船舶科学研究中心;2002年
3 贺向东;机械结构可靠性稳健设计若干关键问题的研究[D];吉林大学;2005年
4 王世宇;基于相位调谐的直齿行星齿轮传动动力学理论与实验研究[D];天津大学;2005年
5 毛君;刮板输送机动力学行为分析与控制理论研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
6 张洪;基于运行模态识别的铁路客车动力学特性研究[D];同济大学;2005年
7 徐士代;环境激励下工程结构模态参数识别[D];东南大学;2006年
8 杨成云;齿轮传动系统耦合振动响应及抗冲击性能研究[D];重庆大学;2006年
9 陶利民;转子高精度动平衡测试与自动平衡技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
10 尹群;水面舰船设备冲击环境与结构抗冲击性能研究[D];南京航空航天大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔡黎明;滑动轴承支撑的行星齿轮传动系统均载特性分析研究[D];南京航空航天大学;2010年
2 郑良辉;船用齿轮箱测试试验台加载器优化设计[D];武汉理工大学;2003年
3 罗升;运行汽车工作模态分析研究[D];重庆大学;2003年
4 祝熙俊;侧隙可调式变齿厚平面蜗轮包络环面蜗杆传动副的有限元分析及性能试验研究[D];重庆大学;2004年
5 罗家元;齿轮箱系统耦合动态特性研究[D];重庆大学;2004年
6 范文冲;加工中心主轴系统工作模态识别[D];昆明理工大学;2005年
7 张彦钦;平面包络环面蜗杆传动设计计算及其软件开发[D];重庆大学;2006年
8 王旭东;船用齿轮箱振动分析及结构噪声预估[D];重庆大学;2006年
9 张茂;刮板输送机传动系统的可靠性研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
10 邢子坤;基于动力学的风力发电机齿轮传动系统可靠性评估及参数优化设计[D];重庆大学;2007年
【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王海霞;小倾角船用齿轮箱接触分析及动态特性研究[D];重庆大学;2010年
2 肖正明;土压平衡盾构机主减速器三级行星齿轮系统动力学[D];重庆大学;2011年
3 郝东升;齿轮啮合数值分析建模方法及其应用研究[D];大连理工大学;2012年
4 涂文兵;滚动轴承打滑动力学模型及振动噪声特征研究[D];重庆大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 孙辉;电动工具振动与噪声研究[D];苏州大学;2011年
2 李晶;城市轨道交通高架桥梁振动与结构噪声研究[D];北京交通大学;2012年
3 雷新望;风电机组行星齿轮传动系统的动态特性研究[D];郑州大学;2012年
4 刘强;新型侧隙可调式滤波传动装置设计及啮合特性研究[D];重庆大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李连进,张维屏;降低齿轮箱噪声的一种途径[J];东北工学院学报;1989年04期
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3 陈万吉;用有限元混合法分析弹性接触问题[J];大连工学院学报;1979年02期
4 李昕;混沌理论与大气边界层湍流研究[J];地球科学进展;2000年02期
5 丁玉成,王建军,李润方;直齿轮接触有限元分析及轮齿热弹变形[J];重庆大学学报(自然科学版);1987年02期
6 李润方,丁玉成,黎豫生,汤庆平;圆柱齿轮热弹变形数值分析[J];重庆大学学报(自然科学版);1993年01期
7 陈万吉;耦合热弹性接触问题的有限元分析[J];固体力学学报;1981年03期
8 李桂华,费业泰;温度变化对啮合齿轮侧隙的影响[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年10期
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10 孙智民,沈允文,李素有;封闭行星齿轮传动系统的扭振特性研究[J];航空动力学报;2001年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 胡鹏浩;非均匀温度场中机械零部件热变形的理论及应用研究[D];合肥工业大学;2001年
2 龙慧;高速齿轮传动轮齿的温度模拟及过程参数的敏感性分析[D];重庆大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 谭勇虎;两级同轴式双环减速机的动态特性研究[D];重庆大学;2004年
【相似文献】
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1 赵宁;谢咏君;郭辉;;基于热弹耦合的双圆弧齿轮接触特性研究[J];机床与液压;2008年01期
2 刘文;林腾蛟;吕和生;;GWC6066船用齿轮箱振动噪声分析及试验[J];重庆大学学报;2011年08期
3 秦磊;许立忠;;静电谐波微电机的非线性动力学[J];微特电机;2010年02期
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6 李凤丽;李江;刘玉;张英;;混凝土重力坝泄洪坝段纵缝张开研究[J];长江工程职业技术学院学报;2006年04期
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9 贺惠农;双包络环面蜗杆传动齿面接触分析中超越方程的求解[J];机械设计与研究;1996年03期
10 严世榕,闻邦椿;振动压路机的一种非线性动力学仿真[J];建筑机械;1999年02期
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1 朱艳芬;陈恩利;申永军;司春棣;;含有故障的齿轮系统扭转振动响应分析[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
2 孙琪;徐鉴;;浅谈非线性动力学的发展史[A];第三届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2007年
3 张小军;李晓阳;张松;;脉搏波在动脉内传播的非线性动力学模型[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
4 于广滨;温建民;李瑰贤;曹雪;;求解齿轮系统动力学微分方程的GEAR法[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
5 蒋景英;吴芝芳;郑旭媛;张纬;;基于混沌理论的心率变异性的研究[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年
6 孙俊峰;王新龙;;基于非线性动力学的子空间语音增强[A];2004年全国物理声学会议论文集[C];2004年
7 杨靖波;;含间隙轴向运动悬臂梁非线性动力学的研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
8 赵国景;;分叉与混沌—非线性动力学的发展与应用[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(上)[C];1995年
9 古华光;刘志强;杨明浩;李莉;刘红菊;许玉林;任维;;细胞兴奋节律和兴奋节律集群的非线性动力学Ⅰ-神经[A];第十一届全国非线性振动学术会议暨第八届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议论文集[C];2007年
10 陈丽华;张伟;范金红;;压电层合板的非线性振动与控制[A];第八届全国动力学与控制学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 金小萍;船用齿轮箱销量增六成[N];中国船舶报;2008年
2 记者 周升友;杭齿超额完成船用产品年度销售指标[N];中国船舶报;2009年
3 金小萍;杭齿打造中国品牌船用齿轮箱[N];中国船舶报;2006年
4 周宗明;46年磨一剑 前进牌船用齿轮箱深受青睐[N];中国工业报;2007年
5 金小萍;杭齿船用齿轮箱 业务持续增长[N];中国船舶报;2010年
6 周开友;攀登船用齿轮箱技术制高点[N];中国水运报;2007年
7 本报记者 李瞧;五年再造一个新杭齿[N];中国工业报;2010年
8 刘砦;杭齿将通过技改扩大齿轮箱产能[N];中国船舶报;2007年
9 周宗明;解读中国名牌“前进牌”船用齿轮箱的品牌内涵[N];中国工业报;2007年
10 记者 周升友;杭齿船用齿轮箱销售额创记录[N];中国船舶报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 陆波;基于热弹耦合大功率船用齿轮箱动态特性研究[D];重庆大学;2009年
2 王海霞;小倾角船用齿轮箱接触分析及动态特性研究[D];重庆大学;2010年
3 郭兆元;气冷涡轮气热弹耦合有限差分算法研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
4 李绍彬;高速重载齿轮传动热弹变形及非线性耦合动力学研究[D];重庆大学;2004年
5 张强;含随机参数结构的动态响应研究[D];中国农业大学;2001年
6 屈文涛;非常规条件下双圆弧齿轮传动工作能力研究[D];西北工业大学;2006年
7 王韬;内燃机配气系统的非线性动力学研究[D];天津大学;2004年
8 孙保苍;轴承—转子系统非线性动力学若干问题研究[D];南京航空航天大学;2002年
9 张鹏飞;电力系统动态响应的数据挖掘[D];山东大学;2005年
10 游荣义;脑电信号非线性分析方法的研究[D];厦门大学;2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立刚;机床切削颤振的非线性振动研究[D];天津大学;2004年
2 钱鋆;水声信号的非线性动力学检测[D];东南大学;2006年
3 刘铸永;基于小波分析数值求解几类非线性动力学问题[D];湖南大学;2004年
4 孙振;隧道式锚碇受力机理研究[D];西南交通大学;2005年
5 童珊;视觉信息处理过程中脑电信号的非线性动力学研究[D];四川大学;2005年
6 王书旺;一种基于耦合映象格子模型的非线性信号处理方法[D];汕头大学;2005年
7 李晓利;基于小波神经网络的化工安全评价研究[D];太原理工大学;2007年
8 王坤飞;船舶横摇运动中的混沌及其鲁棒控制[D];大连海事大学;2009年
9 焦兵;沪市股指的非线性动力学特征研究[D];兰州大学;2009年
10 梁从兴;扁柱面网壳的非线性动力学行为[D];兰州理工大学;2005年
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