张爱强
- 作品数：21 被引量：106H指数：6
- 供职机构：重庆大学机械工程学院机械传动国家重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：机械工程航空宇航科学技术金属学及工艺理学更多>>
- 多源驱动/传动系统机电耦合建模及同步特性研究被引量：7
- 2018年
- 多源驱动/传动系统广泛应用于新能源、航空航天、海洋工程等领域重大装备中,其齿轮传动装置通常由多个电动机共同驱动。针对多源驱动/传动系统在工作过程中存在的多驱动源速度与转矩不同步问题,结合其复杂耦合非线性的结构特点,提出一种以轴系单元法为基础,包含驱动电动机、齿轮传动装置和负载特性的多源驱动/传动系统机电耦合动力学模型。研究了不同载荷变化率以及电动机故障条件下对系统同步特性(速度同步、转矩同步)的影响规律。研究结果表明,载荷变化率对多源驱动/传动系统速度同步特性影响较小;但在载荷突变瞬间对系统转矩同步特性影响较大。电动机发生故障时,非故障电动机间的速度和转矩同步特性基本保持不变。该研究结果将为多源驱动/传动系统同步控制策略的制定提供理论基础。
- 舒锐志魏静秦大同张爱强赖育彬
- 关键词：电动机故障
- 啮合错位对高速齿轮传动振动响应的影响
- 2023年
- 齿轮传动过程中由于装配误差及受载变形等容易产生啮合错位,非正常啮合状态将会影响系统动态特性,特别是对于航空高速齿轮传动,微小的错位可能也会导致系统动态性能急剧下降。本文基于多体动力学建模理论及方法,对轴系及齿轮进行超单元缩聚,根据轴系之间运动、载荷耦合关系,在各缩聚点施加载荷及约束,最终建立全柔体单级航空直齿轮传动系统动力学模型,研究了齿轮啮合角度错位对系统动态特性的影响。研究结果表明:齿轮啮合错位对系统动态性能影响显著,齿轮副啮合力、接触应力及传动误差峰峰值随错位角度增大呈增大趋势,错位后系统振动响应及动应力明显增大。
- 李良祥魏静张爱强倪德钟团结
- 关键词：高速齿轮多柔体系统动应力
- 基础运动下行星轮系动应力非惯性系效应研究被引量：1
- 2022年
- 考虑行星轮系内部非惯性系和机体时变位姿外部非惯性系的综合影响,建立了非惯性系下行星齿轮传动系统动力学模型;结合修正Heywood公式与Hertz公式构建了基础运动非惯性系下行星齿轮传动系统齿根弯曲动应力和接触动应力计算模型,定义了描述基础运动下附加效应对动应力影响的应力非惯性系系数;研究了变速平飞、滚转运动和筋斗运动等3种典型机动条件下应力非惯性系系数变化规律。结果表明,应力非惯性系系数与基础运动形式及运动参数紧密相关,总体上应力非惯性系系数随机体机动性增加呈非线性增大趋势,高机动条件下基础运动影响不可忽略。
- 张爱强于广滨曹苗飞魏静
- 关键词：行星齿轮传动动应力
- 集成式动力总成振动噪声分析与主动控制研究被引量：1
- 2021年
- 以电动汽车集成式动力总成为研究对象,综合考虑时变啮合刚度、啮合误差、啮合阻尼和齿侧间隙等影响,建立其机电耦合数学模型,采用变步长Runge⁃Kutta算法求解微分方程并获得轴承动载荷。以轴承动载荷为边界条件,通过有限元与边界元联合仿真的方法分析其振动噪声,并与试验对比分析。结果表明:箱体振动加速度和辐射声压在齿轮两级啮频及其倍频处产生峰值,仿真结果与试验结果保持了较好的一致性。针对集成式动力总成电机与齿轮箱直接耦合造成的轴系扭振问题,提出了一种基于自抗扰电流补偿的主动控制方法,用来抑制动力总成的扭振,并通过仿真验证了控制方法的有效性。
- 赵玲玲魏静张爱强潘卓
- 关键词：振动主动控制噪声动力总成机电传动
- 考虑齿顶修缘的斜齿轮传动振动响应分析被引量：6
- 2017年
- 渐开线斜齿轮进行适当修形后,可以有效地改善其啮合性能,降低噪音和延长齿轮的使用寿命。利用建立未修缘以及含不同齿廓修缘量的斜齿轮有限元模型,通过轮齿承载接触分析得到不同修缘量斜齿轮的静态传递误差和啮合刚度;在考虑齿顶修缘影响的基础上,建立了具有12个自由度的平行轴系斜齿轮转子系统动力学模型,将得到的时变啮合刚度应用于系统动力学模型中,研究不同修缘量对斜齿轮传动振动响应的影响规律。研究结果表明:在一定范围内,随着修缘量的增加,斜齿轮系统的径向振动和啮合力幅值明显降低,但当修缘量达到21μm后其幅值有增大趋势。研究结果对确定斜齿轮的最优修形量和分析修形斜齿轮的振动特性具有重要意义。
- 杨玉良魏静赖育彬张爱强
- 关键词：斜齿轮传动静态传递误差
- 考虑修形的斜齿轮系统非线性激励与动力学特性研究被引量：15
- 2018年
- 斜齿轮的啮合刚度与轮齿误差的求解是三维空间问题,其修形后的啮合刚度计算方法不同于直齿轮,而传统解析方法在计算斜齿轮啮合刚度时没有考虑斜齿轮啮合线和啮合位置的三维空间位置,无法准确得到修形后的斜齿轮系统啮合刚度激励与误差激励。建立综合考虑齿廓修形和齿向修形的刚度与误差非线性耦合激励模型,研究不同齿廓修形参数与齿向修形参数对斜齿轮啮合刚度以及系统动力学特性的影响规律;以系统振动加速度幅值最小为优化目标,确定斜齿轮系统的最佳修形值,利用数值方法得到斜齿轮系统的振动加速度幅频响应曲线,研究结果发现:选取的最佳修形参数可有效降低斜齿轮齿数交替区啮合刚度的波动,大幅度降低共振点附近的振动加速度幅值;最后通过建立的齿轮传动系统实验平台进行系统动力学特性实验研究,验证了理论模型及分析结果的正确性。
- 魏静王刚强秦大同张爱强赖育彬汝学斌
- 关键词：斜齿轮齿廓修形齿向修形动力学特性
- 时变位姿下行星齿轮传动系统动应力计算模型及其参数影响研究被引量：5
- 2021年
- 考虑行星轮系内部非惯性和机体时变位姿外部非惯性的综合影响,推导了任意时变位姿下带有机匣的行星轮系构件运动方程,计入时变啮合刚度、啮合误差、侧隙和啮入冲击,建立了时变位姿下行星齿轮传动系统级动力学模型,并采用精细积分时程法(Precision integration method,PIM)求解得到了动态啮合力序列。根据齿间载荷分配关系进一步得到单齿啮合力序列。最后结合修正Heywood公式与Hertz公式构建了时变位姿下行星齿轮传动系统齿根弯曲动应力和接触动应力计算模型,并研究了机体平飞、滚转和筋斗位姿参数对接触动应力、弯曲动应力的影响规律。结果表明:不同时变位姿参数对弯曲、接触动应力影响显著,且对不同齿轮副影响不同,即加剧了齿轮副间承载不均;筋斗运动角速度对动应力影响比平飞加速度、滚转角速度以及筋斗回转半径对其影响复杂;机匣对动应力影响随加速度增大而增加。研究成果为时变位姿下行星齿轮传动动应力计算与高可靠性设计提供了理论依据。
- 魏静姜东张爱强程浩
- 关键词：行星齿轮传动动应力
- 重载行星齿轮传动等强度优化设计方法被引量：3
- 2018年
- 针对多功率分流的行星齿轮传动中,齿轮强度和寿命差异较大的问题,提出了以体积和各级齿轮强度安全系数差最小为目标的行星齿轮等强度优化设计方法,优化模型从动力学角度出发计算了系统的均载系数和动载系数,考虑各齿轮应力循环次数差异对许用应力的影响,并基于美国齿轮制造者协会标准计算了各级齿轮强度的安全系数.以五路功率分流人字齿星型轮为例计算了齿轮参数,算例表明:以传动系统体积最小和齿轮安全系数相差最小为目标的优化设计方法得到的齿轮参数可以使各级齿轮的强度接近或一致,并能够有效减小传动机构的体积,所得到的设计参数更加合理,能够提高系统的可靠性以及节约制造成本.
- 魏静杨攀武秦大同张爱强白培鑫
- 关键词：齿轮传动重载齿轮行星轮系等强度动载系数
- NW型大功率风电增速器行星传动均载性能研究被引量：4
- 2015年
- 荷载分配不均是影响大功率风电增速器行星传动系统承载能力及稳定性的重要因素,因此改善均载性能是行星传动系统设计的重要研究内容.针对某NW型大功率风电增速器,采用随机风速下的输入转矩来模拟外部激励以使其更加贴近风电增速器的实际工况,依据集中质量法及牛顿第二定律建立了斜齿行星轮系动力学均载模型,从均载机构和行星传动结构角度研究了NW型行星轮系的均载特性;同时针对影响均载的系统参数进行灵敏度分析,给出系统参数对均载性能的动态灵敏度算法.研究结果可为通过有效参数优化选择改善均载性能提供参考依据.
- 孙伟李想魏静胡兴龙张爱强
- 关键词：行星传动均载机构灵敏度
- 某直升机主减传动系统振动能量传递特性研究被引量：3
- 2021年
- 基于超单元方法和节点有限元法建立考虑轴系柔性和机匣柔性的齿轮-转子-机匣耦合系统动力学模型,推导了各类齿轮副的啮合关系,以直升机主减速器为研究对象,通过振动响应试验验证了模型的有效性。从振动能量的角度研究耦合和不耦合柔性机匣两种情况下,齿轮副作为振动激励源时系统模型中产生的多级齿轮激励现象和作为传递结构时对振动能量的传递特性。研究结果表明:耦合机匣后,各级齿轮振动能量贡献占比的极值点数量减少,与目标点相邻的齿轮激励源在该节点处振动能量贡献占比整体上升,不相邻的齿轮激励源在该节点处能量贡献占比整体下降;齿轮啮合刚度和啮合阻尼比的增加会提高齿轮副对振动能量的传递能力,啮合误差的增加会降低其对振动能量的传递能力,而耦合柔性机匣会放大齿轮啮合特性对其振动能量传递能力的影响。
- 蒋函成魏静张爱强周仁弘毅
