一、一种具有裂纹柔性梁的振动研究（论文文献综述）
韩崇瑞[1]（2021）在《基于刚柔耦合动力学仿真的塔式起重机疲劳寿命分析》文中提出塔式起重机覆盖的施工空间较大,是工程中常用的大型起重设备。塔式起重机的市场保有量从2008年以来逐年增加。2019年我国的塔式起重机保有量更是达到82.1万台之多。市场保有量的快速增长必然带来相应的安全风险,近年来塔式起重机发生的事故也在日益增加,而根据统计,在这些塔式起重机断裂的事故中,有50%-90%的原因是由于塔式起重机的长期使用导致疲劳破坏。在此背景下对塔式起重机这类大型起重装备疲劳寿命分析方法的研究的需求越来越迫切。本文以QTZ250为研究对象,根据塔式起重机的结构特点和工作形式对塔式起重机疲劳寿命的研究方法的选择、塔式起重机循环载荷谱的获取和进行软件分析对理论分析进行验证。并将这几点作为本文的主要工作内容来进行研究。对于大型起重设备疲劳寿命的研究首先要确定对其疲劳寿命评估的理论方法,然后要确定整个机构材料的疲劳特性,然后获得可以反映载荷特性的工作载荷谱,最后经过计算就可以得到塔式起重机的使用寿命。具体研究工作如下:（1）对此本文参考了前人研究,总结起重机械疲劳寿命研究的特点,为之后的塔式起重机疲劳寿命分析做出参考。根据以往研究提出了在塔式起重机疲劳寿命计算时的研究难点,同时针对提出的研究难点计划了本文的研究内容和研究方法。（2）根据塔式起重机的实际工作情况和塔式起重机的使用等级,确定塔式起重机的疲劳类型为高周疲劳,对该种形式的疲劳寿命研究更宜选择名义应力法。该方法经历了相当长的研究时间且积累了相当多的实验数据和有关经验。考虑到塔式起重机载荷加载的复杂性、塔式起重机结构的多样性、参数的求算和现有疲劳累积理论的经验积累,本文选择线性疲劳累积损伤理论对塔式起重机的损伤进行计算进而求出塔式起重机的疲劳寿命。（3）本文依据《塔式起重机设计标准》对塔式起重机进行了建模,联合ANSYS Workbench进行有限元静力学分析。根据现场经验和该型号塔式起重机的起重特性曲线选取塔式起重机的典型工况,并对其进行静力学分析,为载荷谱的获取和疲劳寿命的分析进行铺垫。（4）利用ADAMS和ANSYS软件的双向数据传递接口进行联合作业对塔机的柔性部件进行柔性体建模和模型替换,结合ADAMS/Cable模块建立了塔式起重机钢丝绳模型,完成了塔式起重机刚柔耦合虚拟样机模型。选取了五种塔式起重机的典型工况,验证模型后进行动力学仿真,得到了一系列反应塔式起重机力学性能的数据,为后续的塔式起重机疲劳寿命计算提供了必要条件。（5）根据有限元结果和塔式起重机刚柔耦合虚拟样机动力学仿真得到的塔式起重机各个工况的载荷特性推断出塔式起重机的危险工况和危险节点,用名义应力法求得了塔式起重机在该条件下的疲劳寿命;之后根据塔式起重机不同结构特点的特殊性选择了危险工况下销孔连接结构作为分析对象,用应力严重系数法得到了塔式起重机该结构的疲劳寿命。最后使用ANSYS ncode Designlife疲劳分析软件对塔式起重机的各个工况进行寿命分析,并于理论计算结果进行比较,两种计算方法的结果较为吻合。结合实际一天工作中塔式起重机在各个工况下的占比,利用Miner疲劳积累损伤理论得到了相对准确的塔式起重机整体疲劳寿命。为塔式起重机和其他大型起重机械的疲劳寿命分析和关键零部件的保养替换提供了一定的参考。
张勇强[2]（2021）在《变工况下两级行星传动系统振动特性及故障诊断方法研究》文中提出行星传动系统由于其传动比大、结构紧凑、传动效率高等特点被广泛应用于航空航天、风力发电、煤矿设备等诸多领域,并且由于其复杂的工作环境,往往处于变转速、变负载的工况下,导致行星齿轮故障时有发生,严重影响生产效率。因此,本文通过建立两级行星传动系统的动力学模型,揭示行星传动系统在不同工况下的正常与故障状态的振动特性,从而提出变转速工况下的调制信号故障诊断方法,对两级行星传动系统的故障准确诊断具有良好的借鉴意义。根据两级行星传动系统的特点,利用SOLIDWORKS建立了二级太阳轮不同裂纹、断齿故障下的两级行星传动系统模型,并对影响系统振动响应特性的一级行星架和二级太阳轮进行了柔性化处理,通过仿真分析验证了刚柔耦合模型的正确性。通过动力学仿真分析,揭示了不同裂纹、断齿故障振动信号的时、频域幅值与特征频率变化规律,以及边频带变化规律。研究了不同负载对裂纹故障振动特性的影响和变转速工况对不同裂纹故障振动特性的影响,并通过实验验证了上述振动特性变化规律。通过动力学仿真分析和实验验证,揭示了恒定工况下不同裂纹、断齿故障振动信号的时、频域指标值变化规律,变负载工况下振动信号的时、频域指标值变化规律和变转速工况下裂纹故障振动信号的时域指标值变化规律,结果表明:在恒定工况和变负载工况下,可以运用振动信号时、频域中的波形指标和裕度指标进行故障诊断;在变转速工况下,存在频率混叠现象,导致频谱分析无法实现故障诊断。针对变转速工况下的行星传动系统故障诊断问题,提出了一种基于包络阶次谱分析的故障诊断方法。该方法首先对行星齿传动系统振动非平稳时域信号进行Hilbert包络分析,然后将非平稳时域包络信号转为等角度的角域信号,最后对等角度角域信号进行傅里叶变换得到信号的包络阶次谱。为了验证本文提出方法的有效性,通过仿真分析和DDS平台进行了验证,结果表明:包络阶次谱分析方法可以有效提取变转速工况下调制信号的特征阶次,能够实现变转速工况下的行星齿轮系统故障准确诊断。
杨伟[3]（2021）在《大型风力机阻尼叶片抑颤研究》文中研究说明近年来,风力机大型化趋势愈加明显,叶片因此也设计的更加细长,风轮在旋转运行时,叶片扫掠面积增大,所承受的复杂气动载荷也随之增多,在气弹作用和惯性力相互作用下,叶片各模态之间会出现自激振动耦合,这种耦合作用相互加强便会产生气弹不稳定现象,即为颤振现象。叶片颤振会对整个风力机的运行造成诸多不利影响,颤振引发的交变应力极易使叶片疲劳开裂,甚至断裂破坏,颤振问题已经严重制约了大型风力机的发展。针对叶片颤振问题,本文从提高叶片抑颤能力的角度出发,以8MW大型风力机叶片为研究对象,通过铺层设计、阻尼层敷设位置设计建立无阻尼叶片和阻尼叶片两种有限元模型,对两种模型进行模态分析,在综合考虑固有频率、结构损耗因子、叶片质量等结构参数的基础上确定了阻尼叶片最佳阻尼层敷设厚度,再利用静力学分析和瞬态分析对比研究两种叶片抑颤效果,从而得出阻尼叶片抑颤情况;最后将叶片等效为悬臂梁,搭建约束阻尼结构悬臂梁动力学实验平台,探究阻尼材料对柔性梁结构的减振作用。具体工作如下:1.结合叶片受力特性和承载情况分析叶片颤振机理,建立二维翼型简化振动模型,从数学角度分析叶片颤振情况。2.根据叶片基础理论和实际运行承载情况设计出8MW大型风力机风轮模型,采用ANSYS fluent软件进行流场模拟计算,得出叶片表面压力作为预载荷。3.将铺层层数、铺层厚度、铺层区域设计参数作为基础铺层参数,提出全交替对称铺设和局部交替对称铺设两种铺层方案,根据固有频率、最大相对位移、最大等效应力、模态振型等模态计算参数对比选定全交替对称铺设方案作为本文有限元模型铺层方案,并建立8MW风力机无阻尼叶片有限元模型。4.根据材料特性选择ZN-33橡胶作为本文阻尼材料,结合模态振型和能量耗散率确定阻尼层敷设位置为叶展70%100%之间,分别以SHELL181单元和SOLID185单元模拟叶片上下蒙皮和阻尼层建立8MW风力机阻尼叶片有限元模型,分析阻尼层厚度在0.1 2.0mm时叶片固有频率、结构损耗因子、最大相对位移、叶片质量等参数变化情况,结合各参数确定阻尼叶片最佳阻尼层敷设厚度为1.5mm。5.根据最佳阻尼层厚度建立阻尼叶片模型,对无阻尼叶片和阻尼叶片两种有限元模型的抑颤效果进行参数化对比分析。通过模态分析发现一阶模态阻尼叶片结构损耗因子是无阻尼叶片的26.99倍,最大相对位移下降了1.42%;根据施加的压力预载荷进行静力学分析发现阻尼叶片在叶展不同位置总位移波动幅值均低于无阻尼叶片,靠近叶根处降幅较小,叶尖降幅最大,经过对比xyz各方向位移,发现y向挥舞位移降幅最大,x向摆振位移次之,z向位移降幅最小;通过施加随机风载进行动力学分析发现,阻尼叶片叶尖挥舞方向和摆振方向位移、速度幅值相比无阻尼叶片均有明显降低,且对挥舞方向抑颤效果略高于摆振方向。6.利用手工铺层制作层合板和约束阻尼结构层合板,将其作为悬臂梁模型,搭建悬臂梁动力学实验平台进行减振研究,将层合板几何模型频率计算结果作为层合板激振触发频率,通过对比不同频率激励下不同厚度约束阻尼板的位移变化情况,发现一阶频率以低频大振幅为主,二阶、三阶频率以高频小振幅为主,相比原层合板,约束阻尼层合板最大值和最小值均有下降,这在一定程度上验证了阻尼叶片抑颤效果的准确性,同时也发现,随着阻尼层厚度增大,减振能力有所提高。本文通过分析大型风力机叶片颤振机理,利用阻尼材料优良的耗散作用建立了阻尼叶片抑颤模型,在综合考虑叶片质量、抑颤性能、结构刚度的前提下确定了最佳阻尼层厚度,分析了阻尼叶片抑颤效果,并通过悬臂梁动力学实验探究了阻尼材料减振性能,发现阻尼叶片抑颤效果明显,阻尼材料对柔性梁结构具有较好的减振作用。
高祥[4]（2021）在《考虑热效应的功能梯度材料梁的动力学建模与仿真》文中研究指明在工程领域中,将多个不同的子构件进行组装可以得到一个复杂的机械系统,这些子构件通常是通过一系列的约束连接起来。机械系统的柔性构件通常搭载于刚体上形成复杂的刚-柔耦合机械系统,如直升机的旋翼、人造卫星的天线、航天器的太阳能帆板及航空发动机的叶片等,上述系统都可以简化成刚-柔耦合系统进行动力学分析。随着服役环境复杂程度的提高,新型功能梯度材料被广泛的应用。而能否正确并合理地描述柔性梁的变形场及建立更为精确的动力学模型将对仿真结果的精度产生重要影响。因此,建立中心刚体-功能梯度材料梁在真实服役环境中的动力学模型及变形场的离散方法的研究成为工程和科学领域的迫切需求。本文对作大范围运动功能梯度材料梁系统动力学的离散方法进行研究,将无网格法运用到柔性多体系统动力学中,建立温度场中作大范围运动中心刚体-功能梯度材料梁的刚-柔耦合系统动力学模型。本文主要工作内容有:1.以中心刚体-功能梯度材料梁系统作为研究对象,基于浮动坐标系法,采用假设模态法、有限元法、无网格点插值法和径向基点插值法描述柔性梁的变形场,并将各方法用统一的矩阵形式表示,运用第二类Lagrange方程推导系统的动力学方程,建立具有统一表达式的中心刚体-功能梯度材料梁系统动力学方程。将各方法的仿真结果进行对比分析,验证无网格法的正确性及可推广性。2.在一次近似模型的基础上,对大变形问题进行仿真。验证基于小变形假设的假设模态法的局限性,同时说明有限元法、无网格法在处理大变形问题上的优越性。在大范围运动规律未知的情况下,探究外力矩对系统动力学特征的影响。对功能梯度指数N进行探究,研究功能梯度指数N的变化对系统动力学响应的影响。3.考虑不随时间变化温度场的影响,采用假设模态法、有限元法、无网格法点插值法和径向基点插值法对系统的变形场进行离散,建立温度场中附加集中质量的中心刚体-功能梯度材料梁系统的动力学方程。在大范围运动规律已知的情况下,对不同温度场形式下的系统动力学响应进行分析,阐述系统产生热振荡现象的原因,并比较了不同离散方法的计算精度与计算效率。在大范围运动规律未知的情况下,保持温度场的形式不变,改变温度值的大小,分析热应力的作用对系统动力学响应的影响。
刘晓丰[5]（2021）在《硅基体非球面反射镜的设计与制造技术研究》文中认为对于反射镜式光学遥感相机,光学系统的主反射镜往往是光学系统中口径最大,技术最难、周期最长,成本最高的一块非球面反射镜,所以在研制和探索非球面反射镜的新材料、新工艺的过程中,高精度、低成本、性能优良、能够快速制造的材料是反射镜发展的必然趋势。单晶硅具有较小的密度和线胀系数、极高的均质性、高导热性等优异的力学及热学性能,同时单晶硅非球面反射镜的加工周期和成本相对其他常用的陶瓷、玻璃和金属反射镜而言都更具优势,是一种非常理想的中小口径反射镜材料。国内对于应用于光学成像领域的硅基非球面反射镜的研制和应用还处于起步阶段,鉴于当前国内在该领域研究的不足,本文围绕单晶硅反射镜的设计及制造这一主题展开了深入的研究。本文研究的硅基体非球面反射镜的设计与制造技术,以单晶硅材料为研究对象,论述了硅基反射镜的性能及连接方法,对某一φ200mm口径的单晶硅反射镜进行了系统的优化设计,研制了一种能够适应大跨度温度范围的柔性支撑结构,研究了反射镜的单点金刚石加工技术,并对加工过程存在的问题提出了有效的解决措施,最后对硅基体非球面反射镜开展了一系列的试验研究。具体主要包括五个方面的研究内容。（1）详细阐述了反射镜材料性能的评价方法,计算各常用反射镜材料的综合评价结果,论述了硅基非球面反射镜在中小口径反射镜领域应用的优势。针对单晶硅的脆硬特征,开展了对单晶硅材料性能的实验研究,确定了单晶硅反射镜设计及优化过程的强度校核标准,对单晶硅反射镜热特性进行了试验研究,验证了单晶硅具有较好的温度保持和温度稳定特性。（2）针对反射镜的加工方式,提出了一种适用于单晶硅材质的反射镜的轻量化设计结构,并研究了不同的轻量化曲线对面形精度的影响,在此基础上,初步确定了反射镜的轻量化方案,然后利用代理模型方法构建了训练样本以及支持向量机回归模型,利用matlab软件编制了相关的优化算法,对初步确定的反射镜的轻量化方案的结构参数进行了迭代优化,优化后的反射镜重量为0.564kg,两个方向的面形RMS值分别0.54nm和2.6nm。（3）对传统的反射镜连接结构进行了的温度适应性的分析和计算,结果显示传统结构无法适应较大的宽温范围。为了解决反射镜的温度适应性问题,研究了胶层对面形精度的影响,确定了反射镜的胶层厚度,根据受热收缩机构原理,提出了一种反射镜无热化连接结构,并对结构的几何参数进行了推导,最终的无热化连接结构在温降50℃工况下,反射镜的面形RMS变化为4.25nm,本文提出的无热化连接技术具有很好的宽温范围热适应性。（4）根据反射镜的精确定位原理,建立了反射镜支撑结构的理论模型,反射镜支撑结构选择Bipod形式,依据结构空间确定了支撑结构的几何参数,对初始结构进行了优化设计;首先对优化变量进行了敏感度分析,筛选出了对目标函数影响较大的参数,然后利用Isight软件,联合patran、nastran、matlab等软件对变量进行了自动化迭代优化,最后对优化结果进行了圆整,并进行了有限元分析复核,在13中工况下,反射镜的面形RMS值均小于12nm,在X和Z两个方向的位移均小于0.02mm,转角均小于10″。在优化结果基础上,对反射镜组件开展了动力学分析及试验研究,研究内容主要包括模态、正弦响应、随机响应以及过载响应四个方面,通过计算和试验研究,证明了本文的反射镜组件具有较好的力学特性,能够抵御外界激励而不发生结构破坏。（5）开展了硅基非球面反射镜的研究和制造工作。分析了反射镜制造过程中单点金刚石车削（SPDT）精度的影响因素,在实际加工中控制环境因素、刀具以及离心力等因素对面形精度的影响;根据一般光学反射镜制造的工艺流程以及SPDT技术特点,制定了硅基非球面反射镜研制的工艺路线,获得了面形精度RMS为λ/50（λ=632.8nm）的单晶硅非球面反射镜,对硅反射镜的光学性能研究表明,残留在反射镜表面的车刀纹形成的中高频表面误差对成像质量有较大的影响;针对硅反射镜的表面缺陷,采用磁流变抛光技术实现了硅反射镜的表面质量的改善,表面粗糙度Ra由5.2nm提升到1.1nm,并且明显的去除了车刀纹,通过成像试验的对比发现,表面质量改善后的硅反射镜光学性能得到了明显的提升。硅基非球面反射镜的研制和试验的成功,为中小口径反射镜的快速制造和应用提供了新的思路,具备较高的推广价值。
尹剑[6]（2020）在《基于摩擦-热-振动耦合的高速重载制动盘结构优化研究》文中进行了进一步梳理盘式制动器具有制动可靠、结构简单、便于维修及散热快等诸多优点,被广泛应用于航空航天、高速列车、风力发电、大型工程机械等高速重载设备中。高速重载盘式制动过程是一个复杂的摩擦、热、振动多物理场耦合作用过程,在多个物理场复杂耦合作用下,制动盘作为盘式制动器的关键部件,在高速重载制动工况下存在严重的摩擦磨损、盘体及盘面热损伤、制动振动等突出问题,严重影响了盘式制动器的制动性能和高速重载设备运行的安全性。因此,进行基于摩擦-热-振动多物理场耦合高速重载制动机理研究,并在此基础上进行制动盘结构优化具有十分重要的意义。本文通过研究摩擦-热-振动多物理场耦合作用下高速重载制动机理,围绕高速重载制动工况对制动盘的性能需求,分别提出了针对制动盘内部结构与制动界面的优化方法,研制出了适合高速重载工况的高制动效能制动盘。主要研究内容和研究成果如下:（1）针对高速重载盘式制动工况需求,提出了摩擦-热-振动多物理场耦合分析方法。将盘式制动器多柔体动力学分析结果中的制动盘振动的相关数据作为输入,建立了基于摩擦-热-振动耦合的高速重载盘式制动多物理场耦合模型,并通过缩比惯性试验对模型进行了验证。研究制动盘在摩擦-热-振动多物理场耦合作用下的变形、温度、应力分布规律,揭示了摩擦-热-振动多物理场耦合作用下的高速重载制动机理。并基于高速重载制动工况对制动盘的性能需求,对制动盘进行了优化区域划分。（2）针对高速重载制动盘所承受移动载荷的特性,提出了基于等效移动载荷的结构拓扑优化方法。以耦合作用下静力柔度最小化、动态频率最大化为优化目标,建立了基于移动载荷的制动盘内部结构拓扑优化模型,分析了制动闸片安装对数对制动盘内部结构的影响规律,揭示了静力柔度、动态频率、摩擦-热-振动多物理场耦合作用对高速重载制动盘内部结构的影响,获得了静力柔度最小化、动态频率最大化的等速螺线离心式高速重载制动盘内部结构。（3）针对高速重载制动工况对制动盘制动界面的性能需求,提出了能够将表面位移及应力进行全局控制的表面形貌优化方法,通过制动界面摩擦磨损试验在摩擦升温、摩擦系数、磨损程度及振动性能等方面对其结构进行选型,建立了面向位移与应力控制的制动盘制动界面多目标优化模型,通过优化结果分析了静力载荷、温度载荷、频率目标约束对制动界面结构的影响,获得了具有提高制动界面刚度、提升频率、容纳磨屑的径向均匀分布式高速重载制动盘制动界面。（4）基于制动盘内部与表面结构优化结果,结合可加工性对优化后制动盘进行了重构;针对优化后高速重载制动盘的制动性能,对其进行了振动特性、摩擦-热-振动多物理场耦合特性仿真分析及缩比惯性制动试验对照验证,验证结果表明:优化后制动盘在高速重载制动工况下变形、温度、应力分布均优于优化前制动盘,且不同初始转速和不同制动压力工况下,优化后制动盘的摩擦系数更稳定、制动时间更短。上述研究工作对于,提升高速重载制动盘的设计与制造水平,推动我国高速重载制动技术的快速发展具有重要的理论和实践意义,同时对于丰富其他多物理场耦合分析理论以及多物理场耦合作用下结构优化方法与工程应用具有一定的借鉴意义。
武海锋[7]（2020）在《基于刚柔耦合的直齿轮齿根存在裂纹的平行轴齿轮箱动力学响应分析研究》文中研究表明齿轮箱作为一种重要的动力传达设备,其本身有着传动效率高、传递误差小、受载能力强等优点。目前,大到航空航天、机械制造工业、农业生产,小到交通工具、日常家电设备,都与其有着紧密的联系,并被诸多领域广泛应用。同时随着科学技术的进步,生产水平的不断提高,齿轮箱也越来越向高速、复杂工况、重载方向发展,这对齿轮箱的设计发展提出了更高要求。在实际生产过程中,齿轮箱往往由于工况复杂、频繁承受冲击载荷等原因,齿轮往往经过磨损——早期齿根裂纹——齿根裂纹扩展——轮齿断裂故障过程。严重影响齿轮箱稳定运行和生产安全,那么当齿轮出现早期齿根裂纹的过程中,其力学特性有何变化,如何有效监测在齿根裂纹故障存在时齿轮箱体振动响应变化态势,成为齿轮箱故障诊断研究的主要方向。本文主要采用数值建模分析、有限元模态分析、动力学理论分析、实验分析等手段,以美国Spectra Quest公司提供的齿轮箱动力学模型实验台中的平行轴齿轮箱系统为研究对象,对其进行了含齿根裂纹的齿轮时变啮合刚度仿真、齿轮箱系统模态分析、含齿根裂纹的齿轮箱刚柔耦合动力学分析以及齿根裂纹对箱体振动的影响分析与振动信号特征值的提取分析研究,通过仿真模拟以及实验分析对齿轮箱动力学特性和故障特征进行了分析和验证。本文做了如下工作:（1）齿轮时变啮合刚度分析仿真。根据材料力学建立的简化不均匀悬臂梁,应用MATLAB数值分析软件,分析了齿轮啮合过程中随转角变化的齿轮啮合刚度,得到了不同齿根裂纹长度以及倾角对齿轮啮合刚度及轮齿接触变形的曲线图。（2）平行轴齿轮箱模型的建立。利用SolidWork三维建模软件对齿轮箱各零部件建立三维实体模型,通过装配并进行了干涉检查。（3）平行轴齿轮箱有限元分析。通过ANSYS有限元分析软件,分别对箱体和传动系统进行了模态分析,分析齿轮箱运行后箱体响应敏感区域,为后面的动力学分析箱体振动信号得选取和实验验证提供了方向。（4）刚柔耦合模型的建立。针对齿轮齿根裂纹的存在对齿轮箱系统动力学的影响,通过ANSYS软件对含有齿根裂纹的齿轮以及箱体进行柔性体生成,在ADAMS进行刚柔耦合模型的组建,得到不同程度齿根裂纹对齿轮箱系统的动力学响应结果。（5）含齿根裂纹故障的箱体响应试验。借助实验室中的齿轮箱动力学模型实验台,设计了针对含不同程度齿根裂纹故障的平行轴齿轮箱实验,进行了振动信号采集分析,通过提取振动信号中的特征值,得到了齿根裂纹故障发展过程的规律。
皮润格[8]（2020）在《基于遗传算法的无轴承式旋翼柔性梁结构动力学优化设计》文中指出无轴承式旋翼以其结构简单、重量轻、操纵性好及可靠性高等特点,在中小型直升机旋翼构型设计中应用逐渐广泛。柔性梁结构设计是无轴承式旋翼桨毂设计的关键技术之一,本文围绕柔性梁结构动力学优化设计这个核心问题,完成了以下工作:（1）研究了复合材料梁力学的主要理论及分析方法,求解梁翘曲场及本构方程得到刚度系数矩阵;采用变分渐进法建立复合材料梁剖面特性分析模型,通过经典层合梁理论方型梁算例及盒型复合材料梁算例,对模型进行计算验证;研究得到柔性梁尺寸参数、铺层角度及材料特性对其刚度特性的影响。（2）基于Hamilton变分原理,推导桨叶能量方程与非线性运动方程;通过添加无轴承式旋翼运动学约束,建立柔性梁桨叶系统结构动力学关系模型,并进行算例验证。基于桨叶数据,研究柔性段长度对系统整体动力学特性的影响,得到模型桨叶柔性梁长度选择范围。（3）建立二级优化流程,采用遗传算法对柔性梁桨叶系统进行结构动力学初级优化,得到设计段最优化剖面刚度特性方案;基于初级优化结果对结构设计参数进行次级优化,得到满足目标设计要求的柔性梁结构参数设计方案。（4）基于优化结果,对柔性梁结构方案进行设计;采用ANSYS Workbench建立功能设计段复合材料铺层模型,采用蔡-吴张量理论校核复合材料危险应力铺层,计算混杂复合材料的力学性能模量。仿真计算工作转速下的柔性梁桨叶动力学固有特性,并在设计转速范围内绘制共振图。结果表明,该一体化桨叶柔性梁设计方案合理可行,优化结果有效。
董仕鹏[9]（2020）在《圆截面功能梯度柔性梁的刚柔耦合动力学建模与仿真》文中指出机械工程领域中的操作机械臂,航空航天领域中的直升机旋翼、空间机械臂等都存在着大范围运动,并且这些构件大多都由刚性和柔性体组成,由于柔性体的刚性运动与弹性变形之间的耦合作用,大范围运动的多体系统的柔性附件的动力学往往非常复杂。旋转柔性梁系统可用于空间机械臂或细长转子叶片的建模和动力学分析,对于这样的刚柔耦合系统,柔性梁在三维空间中的不同振动模式也存在复杂的耦合效应,所以旋转柔性梁结构的振动特性也需要去研究。此外,由于这些构件往往处于比较恶劣的条件,传统的各向同性材料和复合材料逐渐不能满足实际工况需求,于是功能梯度材料（Functionally Graded Materials,简称FGM）开始取代这些传统材料。本文将对旋转圆截面功能梯度柔性梁进行动力学建模与仿真。本文基于浮动坐标系法,对材料特性沿径向的圆截面功能梯度材料悬臂梁进行了动力学建模。为了获得附加动力刚化项,在公式推导中考虑了二阶耦合变形量,利用假设模态法和第二类拉格朗日方程,推导出系统的拉伸运动、挥舞弯曲运动和横向弯曲运动的三维动力学控制方程。基于一阶近似耦合模型,通过求解推导出的无量纲振动方程,研究了系统的角速度、轮毂半径、细长比、内半径与根端半径之比、锥度比和功能梯度指数对固有频率的影响,讨论了FGM梁在横向弯曲与纵向拉伸耦合下会出现的频率转向和振型转换现象。此外考虑到环境温度的变化,基于推导出的系统动力学方程,通过选定特定的几何参数,再考虑温度场的影响,进而讨论系统在大范围运动未知和已知两种运动规律下旋转圆环形FGM梁的动力学行为,并简要的分析了系统的自由振动问题。
黄金[10]（2019）在《基于刚柔耦合模型的行星齿轮箱太阳轮裂纹与断齿及其混合故障的仿真研究》文中研究指明采用虚拟样机技术,以实验台太阳轮正常、裂纹、断齿情况下的单级行星齿轮箱为参考对象,分别建立其刚柔耦合模型并进行动力学仿真,通过对比仿真结果与实验结果来验证仿真模型的正确性。模型验证成功之后,系统地仿真并研究了太阳轮不同程度裂纹、不同程度断齿、裂纹与断齿混合故障条件下行星齿轮箱的振动特性。具体工作内容如下。（1）应用Adams软件建立了可从箱体表面提取振动加速度信号的行星齿轮箱刚柔耦合仿真模型。通过构造一种新参数“转速—传动比相对误差向量的模”来选取仿真模型的接触参数,并且应用MD图判断了仿真模型的运动学性能。最后,通过对比仿真与实验信号的频谱图,验证了行星齿轮箱刚柔耦合仿真模型的正确性。（2）以实验台行星齿轮箱太阳轮裂纹故障为研究对象,基于Adams建立并仿真计算了与实验台太阳轮裂纹故障程度相同的故障模型及太阳轮不同程度裂纹故障模型。提出了边频带频率结构相似度γ指标,并应用此指标对太阳轮裂纹故障模型进行验证,通过比较仿真信号与实验信号,得到γ=64.5%﹥50.0%,从而验证了裂纹故障仿真模型的有效性。最后,研究了不同程度裂纹故障的时域、频域振动特性,并在时域振动特性基础上分析总结了各时域指标随裂纹故障程度变化的规律。（3）基于实验台行星齿轮箱太阳轮的断裂形式,建立并仿真计算了与实验台太阳轮断齿程度相同的故障模型及太阳轮不同程度断齿的故障模型。在太阳轮断齿故障模型验证方面,对比仿真信号和实验信号,得到γ=77.1%﹥50.0%,验证了断齿故障仿真模型的有效性。对不同程度断齿故障的振动特性进行了研究,获得了不同程度断齿故障下的时域与频域振动特性,并归纳了各时域指标随断齿故障程度变化的规律。（4）基于太阳轮的90.0%裂纹故障模型与不同程度的断齿故障模型,建立了6种裂纹与断齿混合的故障模型,并依次命名为模型1至模型6。对这6种混合故障模型进行了动力学仿真计算,得到下述结论:1)混合故障模型的振动加速度最大幅值随着模型号的增加而增加。2)分析总结了各时域指标随模型1至模型6变化的规律。3)啮合频率处的幅值随着模型号的增加而增加。轮齿在已有90.0%裂纹故障故障条件下,轮齿折断一半和全折断时对系统的影响较大。
二、一种具有裂纹柔性梁的振动研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种具有裂纹柔性梁的振动研究（论文提纲范文）
（1）基于刚柔耦合动力学仿真的塔式起重机疲劳寿命分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 前言 |
| 1.2 塔式起重机简介 |
| 1.3 研究背景及研究现状 |
| 1.3.1 研究背景 |
| 1.3.2 国内外关于起重设备疲劳寿命研究现状 |
| 1.4 本文对塔式起重机疲劳寿命研究的主要内容和难点 |
| 1.5 本文的研究方法 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 塔式起重机结构的疲劳寿命分析理论方法 |
| 2.1 金属结构疲劳的种类 |
| 2.2 金属结构疲劳寿命现阶段研究方法 |
| 2.2.1 名义应力法 |
| 2.2.2 局部应力—应变法 |
| 2.2.3 基于断裂力学疲劳裂纹扩展理论 |
| 2.2.4 反推法 |
| 2.2.5 损伤容限法疲劳寿命估算 |
| 2.2.6 疲劳寿命分析各种方法对比 |
| 2.3 疲劳积累损伤理论 |
| 2.3.1 线性疲劳累积损伤理论 |
| 2.3.2 双线性疲劳累积损伤理论 |
| 2.3.3 非线性疲劳累积损伤理论 |
| 2.3.4 对疲劳累积损伤理论的探讨 |
| 2.3.5 针对塔式起重机疲劳积累损伤理论的选择 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 基于ANSYS的塔式起重机静力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限单元法概述 |
| 3.3 ANSYS 软件运行流程 |
| 3.4 塔式起重机的有限元模型 |
| 3.4.1 塔式起重机的基本参数 |
| 3.4.2 塔式起重机主要技术性能 |
| 3.4.3 塔式起重机得起重特性曲线 |
| 3.4.4 塔式起重机有限元模型的建立与处理 |
| 3.4.5 塔式起重机的载荷处理 |
| 3.5 塔式起重机的静力学分析 |
| 3.5.1 塔式起重机工况的选择 |
| 3.5.2 单元的选择与网格的划分 |
| 3.6 塔式起重机模型处理 |
| 3.6.1 设置材料属性 |
| 3.6.2 约束施加 |
| 3.7 塔式起重机的有限元结果 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 塔式起重机多体系统动力学仿真 |
| 4.1 虚拟样机技术概念 |
| 4.2 多体系统动力学基本概念 |
| 4.2.1 塔式起重机柔性体作用 |
| 4.2.2 刚柔耦合动力学描述 |
| 4.3 塔式起重机刚柔耦合模型建立的过程 |
| 4.3.1 塔式起重机柔性体和刚性体的划分原则 |
| 4.3.2 塔式起重机刚性体的建模方法 |
| 4.3.3 塔式起重机柔性体的建模 |
| 4.3.4 塔式起重机虚拟样机柔性体的生成 |
| 4.3.5 塔式起重机刚柔替换建立刚柔耦合模型 |
| 4.3.6 塔式起重机钢丝绳模型的建立 |
| 4.4 塔式起重机虚拟样机边界条件的确定 |
| 4.4.1 添加约束 |
| 4.4.2 添加载荷 |
| 4.4.3 接触定义 |
| 4.5 添加驱动 |
| 4.6 塔式起重机刚柔耦合动力学仿真与结果分析 |
| 4.6.1 塔式起重机刚柔耦合动力学仿真模型验证 |
| 4.6.2 塔式起重机刚柔耦合动力学仿真结果分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 塔式起重机的疲劳寿命分析 |
| 5.1 塔式起重机疲劳寿命分析方法的选择 |
| 5.1.1 名义应力法 |
| 5.1.2 针对塔式起重机的传统名义应力法计算 |
| 5.1.3 塔式起重机紧固件连接部件的应力严重系数法计算 |
| 5.2 ANSYS ncode Designlife 塔式起重机疲劳寿命分析 |
| 5.2.1 ANSYS ncode Designlife软件介绍 |
| 5.2.2 ANSYS ncode Designlife分析流程 |
| 5.2.3 塔式起重机有限元结果的添加 |
| 5.2.4 载荷映射 |
| 5.2.5 材料映射 |
| 5.2.6 引擎参数的定义 |
| 5.2.7 塔式起重机疲劳结果分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间学术成果 |
（2）变工况下两级行星传动系统振动特性及故障诊断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 齿轮动力学建模研究现状 |
| 1.2.2 齿轮传动系统振动响应研究现状 |
| 1.2.3 变转速工况故障诊断方法研究现状 |
| 1.3 主要研究内容及技术路线 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 行星齿轮故障形式及振动理论研究 |
| 2.1 行星齿轮故障形式 |
| 2.2 行星齿轮振动理论研究 |
| 2.2.1 行星齿轮传动系统振动特性 |
| 2.2.2 振动特征频率 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 两级行星传动系统动力学建模及验证 |
| 3.1 纯刚体动力学模型构建 |
| 3.2 刚柔耦合动力学模型构建 |
| 3.2.1 柔性体创建方法 |
| 3.2.2 刚柔耦合模型创建 |
| 3.3 刚柔耦合模型动力学仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 两级行星传动系统故障振动特性研究 |
| 4.1 恒定工况下行星传动系统故障振动特性研究 |
| 4.1.1 裂纹故障振动特性分析 |
| 4.1.2 裂纹故障实验验证 |
| 4.1.3 断齿故障振动特性分析 |
| 4.1.4 断齿故障实验验证 |
| 4.2 变负载工况下行星传动系统故障振动特性研究 |
| 4.2.1 裂纹故障振动特性分析 |
| 4.2.2 裂纹故障实验验证 |
| 4.3 变转速工况下行星传动系统故障振动特性研究 |
| 4.3.1 裂纹故障振动特性分析 |
| 4.3.2 裂纹故障实验验证 |
| 4.4 不同工况下的啮合力分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于包络阶次谱的行星齿轮箱故障诊断 |
| 5.1 变转速工况下行星齿轮故障诊断方法 |
| 5.1.1 阶次分析 |
| 5.1.2 包络阶次谱分析 |
| 5.2 包络阶次谱方法仿真验证 |
| 5.3 包络阶次谱方法实验验证 |
| 5.3.1 裂纹故障诊断实验验证 |
| 5.3.2 断齿故障诊断实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（3）大型风力机阻尼叶片抑颤研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 大型风力机叶片气弹稳定性及颤振控制研究现状 |
| 1.2.1 叶片气弹稳定性研究现状 |
| 1.2.2 叶片颤振控制研究现状 |
| 1.3 阻尼叶片抑颤研究现状 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 1.5 课题创新点 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 风力机叶片相关理论及预载荷计算 |
| 2.1 风力机叶片气动设计基本理论 |
| 2.1.1 贝茨理论 |
| 2.1.2 叶素理论 |
| 2.1.3 动量理论 |
| 2.2 风力机叶片载荷分析 |
| 2.2.1 空气动力载荷 |
| 2.2.2 惯性和重力载荷 |
| 2.2.3 其他载荷 |
| 2.3 风力机叶片颤振理论 |
| 2.3.1 经典颤振机理 |
| 2.3.2 失速颤振机理 |
| 2.3.3 叶片颤振数学模型 |
| 2.3.4 颤振方程的求解 |
| 2.4 叶片表面预载荷计算 |
| 2.4.1 风轮三维建模 |
| 2.4.2 建立风轮流场计算域 |
| 2.4.3 网格无关性验证 |
| 2.4.4 边界条件设定及载荷计算结果分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 风力机叶片有限元建模及铺层设计 |
| 3.1 大型风力机叶片结构 |
| 3.2 8MW风力机叶片有限元建模 |
| 3.2.1 建模过程 |
| 3.3 铺层设计 |
| 3.3.1 定义单元类型及材料属性 |
| 3.3.2 铺层参数设计 |
| 3.3.3 铺层方案设计 |
| 3.3.4 铺层方案选择 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 风力机阻尼叶片建模及阻尼层厚度分析 |
| 4.1 阻尼材料概述 |
| 4.1.1 阻尼材料特性 |
| 4.1.2 阻尼结构 |
| 4.1.3 阻尼材料选择 |
| 4.2 8MW风力机阻尼叶片建模 |
| 4.2.1 阻尼层敷设位置设计 |
| 4.2.2 阻尼叶片有限元建模 |
| 4.2.3 阻尼叶片抑颤机理 |
| 4.3 阻尼叶片阻尼层厚度分析 |
| 4.3.1 结构损耗因子 |
| 4.3.2 阻尼层厚度参数分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 阻尼叶片与无阻尼叶片抑颤效果对比 |
| 5.1 无阻尼叶片与阻尼叶片模态分析 |
| 5.2 无阻尼叶片与阻尼叶片静力学分析 |
| 5.3 无阻尼叶片与阻尼叶片瞬态动力学分析 |
| 5.3.1 瞬态动力学基本方程 |
| 5.3.2 瞬态计算及结果分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 风力机阻尼叶片制作及抑颤实验研究 |
| 6.1 实验过程及悬臂梁动力学模型 |
| 6.1.1 实验方案 |
| 6.1.2 悬臂梁动力学模型 |
| 6.2 制作层合板与约束阻尼结构层合板 |
| 6.3 阻尼叶片动力学实验 |
| 6.3.1 动力学实验系统仪器介绍 |
| 6.3.2 搭建实验平台 |
| 6.3.3 确定层合板激振频率 |
| 6.3.4 采集数据 |
| 6.3.5 数据处理及实验结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 1.总结 |
| 2.展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（4）考虑热效应的功能梯度材料梁的动力学建模与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 柔性多体系统刚柔耦合动力学研究现状 |
| 1.3 柔性多体系统动力学离散方法的研究现状 |
| 1.3.1 假设模态法 |
| 1.3.2 有限元法 |
| 1.3.3 无网格法 |
| 1.4 研究内容与技术路线图 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 技术路线图 |
| 第2章 构造无网格法形函数基本原理 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 支持域 |
| 2.3 点插值法(PIM) |
| 2.4 径向基点插值法(RPIM) |
| 2.5 无网格法形函数的性质: |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于不同离散方法FGM梁动力学特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 旋转功能梯度材料梁动力学模型 |
| 3.3 系统的动能和势能 |
| 3.4 梁变形场的离散方法 |
| 3.4.1 假设模态法 |
| 3.4.2 有限元法 |
| 3.4.3 无网格点插值法和径向基点插值法 |
| 3.4.4 静力学分析验证 |
| 3.5 系统的动力学方程 |
| 3.6 动力学仿真 |
| 3.6.1 功能梯度材料梁的物理参数 |
| 3.6.2 零次模型与一次近似模型 |
| 3.6.3 横向弯曲固有频率分析 |
| 3.6.4 大范围运动规律已知系统的动力学特征 |
| 3.6.5 大范围运动规律未知系统的动力学特征 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 温度场中FGM梁的动力学特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 附加集中质量的中心刚体-FGM梁动力学模型 |
| 4.2.1 系统的物理模型 |
| 4.2.2 热传导方程 |
| 4.2.3 系统的动能和势能 |
| 4.2.4 系统动力学方程 |
| 4.3 动力学仿真 |
| 4.3.1 大范围运动规律己知温度场中系统的动力学特征 |
| 4.3.2 不同时间积分方法的对比 |
| 4.3.3 大范围运动规律未知温度场中系统的动力学特征 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（5）硅基体非球面反射镜的设计与制造技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 硅基反射镜发展现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第2章 硅基反射镜的性能研究 |
| 2.1 硅基非球面反射镜制造约束 |
| 2.2 硅基反射镜材料的综合评价 |
| 2.2.1 光学性能 |
| 2.2.2 工程化 |
| 2.2.3 性能指标的综合评价 |
| 2.2.4 单晶硅与其他材料的综合性能比较结果 |
| 2.3 反射镜的强度研究 |
| 2.4 反射镜的热特性研究 |
| 2.4.1 温度保持特性 |
| 2.4.2 温度稳定特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 反射镜结构设计及优化技术 |
| 3.1 反射镜的研制背景 |
| 3.2 硅基体反射镜的轻量化设计 |
| 3.2.1 指标要求 |
| 3.2.2 支撑形式的确定 |
| 3.2.3 镜厚比的确定 |
| 3.2.4 轻量化形式选择 |
| 3.2.5 背部轻量化轮廓分析 |
| 3.2.6 反射镜的初始结构 |
| 3.3 代理模型 |
| 3.3.1 试验设计方法 |
| 3.3.2 支持向量机回归(SVR) |
| 3.4 反射镜的结构参数优化 |
| 3.4.1 优化问题的数学模型 |
| 3.4.2 正交试验设计 |
| 3.4.3 支持向量机回归分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 连接结构的无热化设计 |
| 4.1 无热化设计方法 |
| 4.1.1 主动式无热化设计 |
| 4.1.2 被动式无热化设计 |
| 4.2 胶层的影响分析 |
| 4.2.1 胶的弹性行为 |
| 4.2.2 胶层相关参数计算 |
| 4.3 传统结构的温度适应性原理 |
| 4.4 反射镜连接结构的无热化设计 |
| 4.5 反射镜的温度适应性分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 支撑结构优化设计与试验验证 |
| 5.1 反射镜支撑结构模型 |
| 5.1.1 反射镜的定位原理 |
| 5.1.2 反射镜的支撑方案 |
| 5.1.3 柔性单元特性分析 |
| 5.2 Bipod柔性支撑结构设计 |
| 5.3 支撑结构的参数优化 |
| 5.4 动力学分析 |
| 5.4.1 模态分析 |
| 5.4.2 过载响应分析 |
| 5.4.3 正弦响应分析 |
| 5.4.4 随机频率响应分析 |
| 5.5 力学实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 反射镜的快速制造技术 |
| 6.1 单点金刚石车削技术 |
| 6.2 加工精度的影响因素研究 |
| 6.2.1 超精密切削设备 |
| 6.2.2 环境因素 |
| 6.2.3 离心力 |
| 6.2.4 刀具的锋锐度 |
| 6.3 反射镜的制造 |
| 6.4 反射镜的应用 |
| 6.5 基于磁流变抛光的表面质量改进技术 |
| 6.5.1 磁流变抛光原理 |
| 6.5.2 去除函数模型 |
| 6.5.3 路径规划 |
| 6.5.4 抛光试验 |
| 6.6 光学性能验证 |
| 6.6.1 表面质量影响验证 |
| 6.6.2 低温性能验证 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新性成果 |
| 7.3 将来的工作及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）基于摩擦-热-振动耦合的高速重载制动盘结构优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高速重载盘式制动机理研究现状 |
| 1.2.2 制动盘结构优化设计研究现状 |
| 1.3 研究意义及主要研究内容 |
| 1.3.1 研究意义 |
| 1.3.2 研究思路 |
| 1.3.3 研究内容 |
| 第二章 摩擦-热-振动多物理场耦合高速重载制动机理研究 |
| 2.1 摩擦-热-振动多物理场耦合分析方法的提出 |
| 2.1.1 高速重载盘式制动工况分析 |
| 2.1.2 摩擦-热-振动耦合分析理论基础及思路 |
| 2.2 高速重载工况下制动盘振动性能分析 |
| 2.2.1 盘式制动器多柔体动力学模型建立 |
| 2.2.2 制动盘多柔体动力学仿真分析 |
| 2.2.3 制动盘模态分析 |
| 2.2.4 高速重载制动过程制动盘振动分析 |
| 2.3 高速重载盘式制动多物理场耦合模型建立 |
| 2.3.1 高速重载盘式制动多物理场耦合作用建模 |
| 2.3.2 盘式制动多物理场耦合模型验证 |
| 2.4 摩擦-热-振动多物理场耦合高速重载制动机理分析 |
| 2.4.1 基于多物理场耦合模型的制动盘性能分析 |
| 2.4.2 高速重载制动盘性能需求及区域划分 |
| 本章小结 |
| 第三章 基于等效移动载荷的制动盘内部结构拓扑优化研究 |
| 3.1 等效移动载荷法的提出 |
| 3.1.1 移动载荷及其处理方法 |
| 3.1.2 移动载荷等效方法及等效精度分析 |
| 3.1.3 等效移动载荷权重系数分配 |
| 3.2 基于等效移动载荷的结构拓扑优化方法 |
| 3.2.1 基于等效移动载荷的结构拓扑优化模型建立 |
| 3.2.2 模型灵敏度分析及优化流程 |
| 3.3 基于等效移动载荷的制动盘内部结构优化模型建立 |
| 3.3.1 制动盘所承受的移动载荷 |
| 3.3.2 制动盘内部结构优化模型 |
| 3.4 内部结构优化目标与边界条件 |
| 3.4.1 面向制动盘静力强度的结构拓扑优化建模 |
| 3.4.2 面向制动盘振动性能的结构拓扑优化建模 |
| 3.4.3 面向耦合作用下内部结构静动态结构拓扑优化建模 |
| 3.5 优化条件对制动盘内部结构优化影响分析 |
| 3.5.1 静力柔度目标对优化结果影响分析 |
| 3.5.2 动态频率目标对优化结果影响分析 |
| 3.5.3 摩擦-热-振动耦合作用对优化结果影响分析 |
| 本章小结 |
| 第四章 面向位移和应力控制的制动盘制动界面优化研究 |
| 4.1 表面形貌优化方法模型构建 |
| 4.1.1 表面形貌优化的设计变量提取 |
| 4.1.2 表面形貌优化的目标函数构建 |
| 4.1.3 表面形貌优化的数学模型建立 |
| 4.2 全局位移和应力控制模型建立 |
| 4.2.1 全局位移控制模型 |
| 4.2.2 全局应力控制模型 |
| 4.2.3 表面形貌优化模型灵敏度分析及优化流程 |
| 4.3 制动盘制动界面表面形貌选型 |
| 4.3.1 试验方案与试验内容 |
| 4.3.2 摩擦磨损试验结果分析 |
| 4.3.3 主-从设计区域划分 |
| 4.4 制动盘制动界面多目标优化模型的建立 |
| 4.4.1 静力载荷作用下制动界面优化模型 |
| 4.4.2 静力-温度载荷作用下制动界面优化模型 |
| 4.4.3 制动界面多目标优化模型 |
| 4.5 优化条件对制动盘制动界面多目标优化影响分析 |
| 4.5.1 静力载荷对优化结果影响分析 |
| 4.5.2 温度载荷对优化结果影响分析 |
| 4.5.3 频率目标约束对优化结果影响分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 优化后高速重载制动盘制动性能仿真与试验验证 |
| 5.1 优化后高速重载制动盘的重构 |
| 5.2 优化后高速重载制动盘制动性能仿真验证 |
| 5.2.1 优化后制动盘多柔体动力学仿真分析 |
| 5.2.2 优化后制动盘模态分析 |
| 5.2.3 优化后制动盘摩擦-热-振动多物理场耦合分析 |
| 5.3 优化后高速重载制动盘制动性能试验验证 |
| 5.3.1 不同初始转速下制动盘制动性能测试 |
| 5.3.2 不同制动压力下制动盘制动性能测试 |
| 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 创新点摘要 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术成果 |
| 致谢 |
（7）基于刚柔耦合的直齿轮齿根存在裂纹的平行轴齿轮箱动力学响应分析研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1.绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 齿轮时变啮合刚度研究现状 |
| 1.3.2 齿轮虚拟样机研究现状 |
| 1.4 论文框架 |
| 1.5 技术路线 |
| 1.6 本章小结 |
| 2 齿轮啮合刚度分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 齿轮振动动力学模型 |
| 2.3 用于求解齿轮啮合刚度的基圆和齿根圆的关系 |
| 2.4 材料力学齿轮啮合刚度算法 |
| 2.4.1 健康齿轮啮合刚度 |
| 2.4.2 含齿根裂纹的齿轮啮合刚度 |
| 2.5 有限元齿轮啮合刚度算法 |
| 2.6 国际ISO-6336-1-2006规定单齿啮合刚度的最大值为: |
| 2.7 三种方法的齿轮啮合刚度对比 |
| 2.8 本章小结 |
| 3 平行轴齿轮箱模型建立 |
| 3.1 三维建模软件Solid Works简介 |
| 3.2 渐开线齿轮的精确建模 |
| 3.3 本章小结 |
| 4.齿轮箱模态分析 |
| 4.1 有限元软件ANSYS介绍 |
| 4.2 齿轮箱模态分析 |
| 4.3 齿轮箱关键部件柔性体的生成 |
| 4.3.1 柔性体生成概述 |
| 4.3.2 柔性体mnf文件输出方式 |
| 4.3.3 柔性体mnf文件生成过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 平行轴齿轮箱的动力学仿真 |
| 5.1 ADAMS软件简介 |
| 5.2 多刚体系统动力学基本理论 |
| 5.3 齿轮箱虚拟样机模型建立 |
| 5.4 齿轮箱模型验证 |
| 5.5 含齿根裂纹的全刚体平行轴齿轮箱动力学仿真 |
| 5.6 刚柔耦合平行轴齿轮箱动力学仿真 |
| 5.6.1 平行轴齿轮箱刚柔耦合分析概述 |
| 5.6.2 刚柔耦合多体动力学理论 |
| 5.6.3 模型工与作环境设置 |
| 5.6.4 齿轮接触的理论分析 |
| 5.6.5 齿轮箱刚柔耦合仿真分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 6 平行轴齿轮箱动力学实验分析 |
| 6.1 实验台及测试设备介绍 |
| 6.2 齿轮传动系统特征频率计算 |
| 6.3 含齿根裂纹故障齿轮的加工 |
| 6.4 振动信号特征量的提取 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（8）基于遗传算法的无轴承式旋翼柔性梁结构动力学优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 无轴承式旋翼设计 |
| 1.2.2 结构动力学研究及优化 |
| 1.2.3 结构优化方法 |
| 1.3 本文研究目的和主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目的 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 第二章 柔性梁剖面特性分析模型及验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复合材料梁理论 |
| 2.2.1 一维广义应变 |
| 2.2.2 应变能和本构方程求解 |
| 2.3 柔性梁剖面分析模型 |
| 2.3.1 无轴承式柔性梁结构特征 |
| 2.3.2 剖面参数化建模描述 |
| 2.3.3 参数化建模 |
| 2.4 剖面特性计算 |
| 2.4.1 剖面特性计算算例验证 |
| 2.4.2 几何形状及尺寸 |
| 2.4.3 材料及铺层特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 柔性梁桨叶系统结构动力学模型及验证 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 桨叶动力学模型 |
| 3.2.1 坐标系 |
| 3.2.2 Hamilton变分原理 |
| 3.2.3 应变能变分 |
| 3.2.4 动能变分 |
| 3.2.5 运动方程 |
| 3.2.6 有限元模型 |
| 3.3 无轴承式旋翼动力学模型 |
| 3.3.1 无轴承式旋翼约束条件 |
| 3.3.2 无轴承式旋翼固有特性 |
| 3.4 动力学模型验证 |
| 3.3.1 直升机桨叶动力学特性 |
| 3.3.2 无轴承式旋翼算例验证 |
| 3.3.3 等剖面梁ANSYS比较验证 |
| 3.3.4 柔性段长度影响研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 基于遗传算法的柔性梁结构动力学二级优化 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 优化流程 |
| 4.1.2 优化方法 |
| 4.2 结构动力学优化 |
| 4.2.1 结构动力学优化描述 |
| 4.2.2 结构动力学优化结果 |
| 4.3 剖面设计参数优化 |
| 4.3.1 几何优化描述 |
| 4.3.2 铺层优化描述 |
| 4.3.3 剖面优化结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 无轴承式旋翼复合材料柔性梁结构方案设计及分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 设计参数及模型 |
| 5.2.1 旋翼总体参数 |
| 5.2.2 柔性梁设计参数 |
| 5.2.3 复合材料柔性梁模型 |
| 5.3 强度及动力学分析 |
| 5.3.1 柔性梁强度分析 |
| 5.3.2 柔性梁桨叶动力学分析 |
| 5.4 制造与加工方案 |
| 5.4.1 复合材料桨叶及柔性梁制造需求 |
| 5.4.2 制造加工方案 |
| 5.4.3 制造流程 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要工作及总结 |
| 6.2 后续研究及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（9）圆截面功能梯度柔性梁的刚柔耦合动力学建模与仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.2.1 多体系统研究现状 |
| 1.2.2 功能梯度材料研究现状 |
| 1.2.3 频率转向 |
| 1.2.4 本文研究内容 |
| 2 中心刚体-中空圆截面FGM梁动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 圆截面FGM梁物理模型和几何变形描述 |
| 2.3 圆截面FGM锥形梁高次刚柔耦合动力学模型 |
| 2.4 考虑温度场的圆环形FGM梁动力学模型 |
| 3 中心刚体-中空圆截面FGM锥形梁自由振动分析 |
| 3.1 圆截面FGM锥形梁挥舞振动特性分析 |
| 3.2 圆截面FGM锥形梁横向振动特性分析 |
| 3.2.1 忽略纵向变形影响 |
| 3.2.2 考虑纵向变形影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 考虑温度场的圆环形截面FGM柔性梁动力学分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 考虑温度场的圆环形FGM柔性梁的动力学仿真 |
| 4.2.1 比较研究 |
| 4.2.2 系统大范围运动未知 |
| 4.2.3 系统大范围运动已知 |
| 4.3 自由振动分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）基于刚柔耦合模型的行星齿轮箱太阳轮裂纹与断齿及其混合故障的仿真研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 齿轮箱仿真模型的持续改进 |
| 1.2.2 齿轮箱仿真模型的验证 |
| 1.2.3 故障齿轮箱的仿真研究 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第2章 DDS实验台行星齿轮箱刚柔耦合建模及模型验证 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 DDS实验台行星齿轮箱简介 |
| 2.3 DDS实验台行星齿轮箱刚柔耦合建模 |
| 2.3.1 行星齿轮箱三维建模 |
| 2.3.2 柔性体的选择及建立 |
| 2.3.3 约束关系的设置 |
| 2.3.4 碰撞接触参数选取 |
| 2.3.5 仿真初始参数设置及特征频率计算 |
| 2.4 行星齿轮箱刚柔耦合模型运动学性能验证 |
| 2.5 行星齿轮箱刚柔耦合模型动力学验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 基于刚柔耦合模型的太阳轮裂纹故障仿真研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 太阳轮裂纹故障模拟 |
| 3.2.1 裂纹几何建模及故障程度定义 |
| 3.2.2 裂纹接触刚度系数的定义 |
| 3.3 太阳轮裂纹故障模型验证 |
| 3.3.1 基于仿真信号的模型验证 |
| 3.3.2 基于实验信号的模型验证 |
| 3.4 太阳轮不同程度裂纹故障的振动特性分析 |
| 3.4.1 时域特性分析 |
| 3.4.2 频域特性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 基于刚柔耦合模型的太阳轮断齿故障仿真研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 太阳轮断齿故障模拟 |
| 4.2.1 断齿几何模型的选择及其故障程度定义 |
| 4.2.2 断齿接触刚度系数的定义 |
| 4.3 太阳轮断齿故障模型验证 |
| 4.3.1 基于仿真信号的模型验证 |
| 4.3.2 基于实验信号的模型验证 |
| 4.4 太阳轮不同程度断齿故障的振动特性分析 |
| 4.4.1 时域特性分析 |
| 4.4.2 频域特性分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 基于刚柔耦合模型的太阳轮裂纹与断齿混合故障仿真研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 太阳轮裂纹与断齿混合故障模拟 |
| 5.3 太阳轮裂纹与断齿混合故障的振动特性分析 |
| 5.3.1 时域特性分析 |
| 5.3.2 频域特性分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、一种具有裂纹柔性梁的振动研究（论文参考文献）
- [1]基于刚柔耦合动力学仿真的塔式起重机疲劳寿命分析[D]. 韩崇瑞. 北京建筑大学, 2021(01)
- [2]变工况下两级行星传动系统振动特性及故障诊断方法研究[D]. 张勇强. 西安科技大学, 2021(02)
- [3]大型风力机阻尼叶片抑颤研究[D]. 杨伟. 兰州理工大学, 2021
- [4]考虑热效应的功能梯度材料梁的动力学建模与仿真[D]. 高祥. 扬州大学, 2021(08)
- [5]硅基体非球面反射镜的设计与制造技术研究[D]. 刘晓丰. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2021(02)
- [6]基于摩擦-热-振动耦合的高速重载制动盘结构优化研究[D]. 尹剑. 大连交通大学, 2020(05)
- [7]基于刚柔耦合的直齿轮齿根存在裂纹的平行轴齿轮箱动力学响应分析研究[D]. 武海锋. 内蒙古科技大学, 2020(01)
- [8]基于遗传算法的无轴承式旋翼柔性梁结构动力学优化设计[D]. 皮润格. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [9]圆截面功能梯度柔性梁的刚柔耦合动力学建模与仿真[D]. 董仕鹏. 南京理工大学, 2020(01)
- [10]基于刚柔耦合模型的行星齿轮箱太阳轮裂纹与断齿及其混合故障的仿真研究[D]. 黄金. 安徽工业大学, 2019(02)