风电机组液压系统动态故障树的可靠性建模与评估 被引量：15

1

作者 李垚 朱才朝 +1 位作者 宋朝省 谭建军 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3584-3593,共10页

采用模糊数来表征基本事件的失效率参数,引入扩张原理和Laplace-Stieltjes变换方法求解风电机组液压系统状态转移方程组,得到模糊失效率对应的隶属度和模糊动态可靠度,对风电机组液压系统进行可靠性评估。对不同厂家液压产品进行可靠性... 采用模糊数来表征基本事件的失效率参数,引入扩张原理和Laplace-Stieltjes变换方法求解风电机组液压系统状态转移方程组,得到模糊失效率对应的隶属度和模糊动态可靠度,对风电机组液压系统进行可靠性评估。对不同厂家液压产品进行可靠性评估,研究液压元件失效率参数对液压系统可靠性的影响,指出液压元件可靠度匹配对提高液压系统可靠性具有重要作用。通过对液压系统的可靠性建模和分析验证该方法在解决具有动态失效特征和失效概率具有不确定性问题的可行性。 展开更多

关键词 风电机组 液压模型 故障树分析 可靠性分析 马尔科夫链 模糊集

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创新引领,特色发展——重庆大学新工科教育的探索与实践 被引量：13

2

作者 罗远新 王树新 +1 位作者 李正良 宋朝省 《高等工程教育研究》 CSSCI 北大核心 2023年第3期31-36,共6页

“新工科”建设是我国推动工程教育高质量发展的重大教育改革行动。本文通过分析科技创新与工程教育的关系,研究了国内外工程教育的发展路径,以及中国新工科教育的挑战和发展趋势,介绍了重庆大学新工科教育的探索与实践。研究认为,高校... “新工科”建设是我国推动工程教育高质量发展的重大教育改革行动。本文通过分析科技创新与工程教育的关系,研究了国内外工程教育的发展路径,以及中国新工科教育的挑战和发展趋势,介绍了重庆大学新工科教育的探索与实践。研究认为,高校新工科建设应积极推进“人才链-创新链-产业链”的深度融合,推动工程教育领域的创新创业教育,集聚创新资源,激发创新活力,将工程教育的创新理论转化为实践,把握民族崛起的重要历史机遇。 展开更多

关键词 新工科 工程教育 科技创新 项目制教学 创新创业

原文传递

PCA-PSO/GS-SVM组合方法在风电齿轮箱故障预测中的应用研究 被引量：11

3

作者 朱永超 朱才朝 +2 位作者 宋朝省 王屹立 杨妍妮 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期35-42,共8页

在标准支持向量机(SVM)的基础上,引入主成分分析法(PCA)、粒子群算法(PSO)以及网格算法(GS),构建针对风力机故障的PCA-PSO/GS-SVM组合预测模型。相对于标准SVM,该模型采用PSO以及GS算法寻优参数,能够更准确地建立各变量间的相关关系以... 在标准支持向量机(SVM)的基础上,引入主成分分析法(PCA)、粒子群算法(PSO)以及网格算法(GS),构建针对风力机故障的PCA-PSO/GS-SVM组合预测模型。相对于标准SVM,该模型采用PSO以及GS算法寻优参数,能够更准确地建立各变量间的相关关系以提高模型的预测准确性。以中国北方某风场2 MW风电齿轮箱在2017年上半年某2个月的SCADA监测数据为例进行分析。结果表明,对于以齿轮箱输出功率为例的骤变信号的预测,采用PSO算法寻优后的绝对误差均值是采用GS算法的3.0647倍,而对于以高速侧轴端温度为例的缓变信号的预测,则采用PSO算法更加合理;同时发现剔除训练样本数据中的奇异点能够有效提高模型的预测精度及其泛化能力。 展开更多

关键词 风力机 状态监测 支持向量机 故障监测 机器学习 齿轮箱

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风电机组传动链刚柔耦合动态特性分析 被引量：10

4

作者 谭建军 朱才朝 +2 位作者 宋朝省 徐向阳 陈旭 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期341-351,共11页

在典型的三点支撑风电机组传动链系统中,主轴轴承承受着较大的交变载荷,主轴长度及主轴轴承支撑刚度直接影响风力机的使用寿命。以某兆瓦级风电机组传动链为研究对象,考虑主轴系统柔性及支撑刚度,采用集中参数法建立风电机组传动链刚-... 在典型的三点支撑风电机组传动链系统中,主轴轴承承受着较大的交变载荷,主轴长度及主轴轴承支撑刚度直接影响风力机的使用寿命。以某兆瓦级风电机组传动链为研究对象,考虑主轴系统柔性及支撑刚度,采用集中参数法建立风电机组传动链刚-柔耦合三维动力学模型,获得传动链系统的固有特征。研究结果表明:风电机组传动链共存在3类系统振动模式,包括主轴振动模式、齿轮箱振动模式及主轴与齿轮箱耦合振动模式。齿轮箱振动模式包括齿轮箱行星级振动模式、齿轮箱平行级振动模式及齿轮箱行星级与平行级耦合振动模式。齿轮箱平行级振动模式包括6类局部振动模式。传动链第1阶固有频率约为1.9 Hz;通过系统坎贝尔图和模态能量分析,发现减少主轴长度会影响主轴振动模式、主轴与齿轮箱耦合振动模式,提高对应系统模态的固有频率,减少主轴模态能量占比;适当减少主轴长度会使系统部分潜在共振点向高频转移,提高传动链系统刚性。 展开更多

关键词 风电机组 动力学 固有频率 刚柔耦合 传动链

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紧急停机工况下风力发电机系统动态特性分析 被引量：9

5

作者 陈旭 朱才朝 +2 位作者 宋朝省 谭建军 朱永超 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期82-88,共7页

以NREL 5-MW风力发电机为研究对象,综合考虑叶片和塔筒柔性、随机风载和控制策略,利用Simulink和FAST建立包含结构动力学和空气动力学的风力发电机系统耦合动力学模型。研究叶片卡死故障紧急停机工况下风机动态特性,分析停机时叶片参数... 以NREL 5-MW风力发电机为研究对象,综合考虑叶片和塔筒柔性、随机风载和控制策略,利用Simulink和FAST建立包含结构动力学和空气动力学的风力发电机系统耦合动力学模型。研究叶片卡死故障紧急停机工况下风机动态特性,分析停机时叶片参数对动态特性影响规律。结果表明:叶片卡死故障紧急停机工况下,塔筒底部受到较大反向冲击载荷,塔筒底部绕Y轴最大弯矩随故障叶片在停机初始时刻的方位角呈现周期性变化,变桨速度越大,风轮和塔筒底部受到的载荷也越大,停机时间越短;与正常停机工况相比,叶片卡死故障紧急停机时机舱X方向振动变大,其振动频率除了0.326 Hz塔筒前后(X-X)弯曲频率外,还出现0.668 Hz叶片一阶摆振频率,主轴俯仰力矩增大,塔筒底部绕Y轴最大弯矩及风轮最大推力减小。 展开更多

关键词 风力发电机 变桨故障 紧急停机 动态特性

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小角度相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮传动修形啮合特性分析 被引量：8

6

作者 周尧 宋朝省 +3 位作者 朱才朝 刘思远 倪高翔 杜雪松 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第15期135-144,共10页

推导了考虑齿向修形与齿廓修形条件下的渐开线变厚齿轮齿面数学方程,采用有限元法建立了相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮副有限元啮合模型,研究了单独齿向修形,单独齿廓修形与组合修形等不同的修形方式和修形量对接触印痕、齿根应力与传动... 推导了考虑齿向修形与齿廓修形条件下的渐开线变厚齿轮齿面数学方程,采用有限元法建立了相交轴渐开线圆柱与变厚齿轮副有限元啮合模型,研究了单独齿向修形,单独齿廓修形与组合修形等不同的修形方式和修形量对接触印痕、齿根应力与传动误差的影响规律。结果表明:与修形前相比,变厚齿轮和圆柱齿轮单独齿向鼓形修形使得齿面接触区域减小,齿面接触应力与齿根弯曲应力增大,传动误差峰峰值增加;圆柱齿轮齿向边坡修形可以使得接触印痕从小端移动至轮齿中部,解决偏载现象;齿廓鼓形修形使得接触印痕呈现增大趋势,可以消除边缘接触现象;接触印痕对齿廓边坡修形最为敏感;变厚齿轮齿廓鼓形修形和圆柱齿轮齿向边坡修形的组合修形方式明显增加接触印痕面积,降低接触应力和传动误差。 展开更多

关键词 相交轴 小轴交角 变厚齿轮 啮合特性 修形

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海上浮式风电机组变桨距自抗扰控制策略研究 被引量：8

7

作者 王诗琪 杜雪松 +3 位作者 朱才朝 谭建军 宋朝省 刘斌 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期25-37,共13页

为有效抑制由随机风、浪载荷引起的海上浮式风电机组发电功率波动,提出了变桨距线性自抗扰控制(LADRC)策略。综合考虑气动力、水动力、结构弹性和变桨距控制等影响因素,建立5 MW级海上浮式风电机组气弹水控耦合系统动力学模型,基于恒转... 为有效抑制由随机风、浪载荷引起的海上浮式风电机组发电功率波动,提出了变桨距线性自抗扰控制(LADRC)策略。综合考虑气动力、水动力、结构弹性和变桨距控制等影响因素,建立5 MW级海上浮式风电机组气弹水控耦合系统动力学模型,基于恒转矩控制目标设计变桨距线性自抗扰控制器,分别采用带宽整定法和BP神经网络整定法对控制器参数进行整定,对比分析变桨距线性自抗扰控制对发电功率波动的抑制效果。研究结果表明:采用带宽整定和BP神经网络整定的变桨距线性自抗扰控制可以有效地改善海上浮式风电机组变桨距灵敏度,抑制发电功率波动。 展开更多

关键词 海上浮式风电机组 变桨距控制 自抗扰控制 参数整定 发电功率

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多工况下兆瓦级海上风电齿轮箱均载性能优化设计 被引量：7

8

作者 陈岩松 朱才朝 +2 位作者 谭建军 宋朝省 宋海蓝 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期1-14,共14页

针对兆瓦级海上风电齿轮箱行星级均载性能易受到时变非扭载荷影响的问题,该文提出了多风速工况下风电齿轮箱行星级均载性能优化方法。通过建立某型5 MW海上风电齿轮箱系统动力学模型,分析不同风速工况对其行星级内部激励和均载特性的影... 针对兆瓦级海上风电齿轮箱行星级均载性能易受到时变非扭载荷影响的问题,该文提出了多风速工况下风电齿轮箱行星级均载性能优化方法。通过建立某型5 MW海上风电齿轮箱系统动力学模型,分析不同风速工况对其行星级内部激励和均载特性的影响规律,进而采用支持向量回归方法,重构风速工况齿轮修形参数均载系数之间的映射关系,建立考虑不同风速工况影响的齿轮箱行星级均载系数优化模型,实现多风速工况下行星级齿轮修形参数优化设计。研究结果表明:由风速工况变化造成的时变非扭载荷会使行星级的齿面和轴承出现偏载现象,并且在低风速工况时非扭载荷会显著降低行星级均载性能;优化后的风电齿轮箱在不同风速工况下其行星级内部激励均明显降低,齿面和轴承载荷分布更加均匀,均载性能得到明显提升。 展开更多

关键词 风电齿轮箱 均载特性 齿轮修形 多工况优化

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电动车高速轮边减速器传动效率建模与分析 被引量：7

9

作者 魏长旭 宋朝省 +2 位作者 朱才朝 谈聪 郭万龙 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1-8,共8页

以某电动车高速轮边减速器为研究对象,考虑齿轮啮合损失、搅油损失、风阻损失及轴承损失等因素,建立了该减速器的总效率计算模型,研究了工况参数和设计参数对减速器各种损失及总效率的影响规律。结果表明,随着工况参数转速、转矩、摩擦... 以某电动车高速轮边减速器为研究对象,考虑齿轮啮合损失、搅油损失、风阻损失及轴承损失等因素,建立了该减速器的总效率计算模型,研究了工况参数和设计参数对减速器各种损失及总效率的影响规律。结果表明,随着工况参数转速、转矩、摩擦系数、齿高倍数和运动黏度的增大,系统效率均减小,其中转速、转矩和摩擦系数对总效率影响较大,齿高倍数和运动黏度对总效率的影响较小;减速器设计参数主动轮齿数和法面模数的变化均导致总效率先增加再减小,螺旋角的增加可明显提高系统效率。 展开更多

关键词 电动车 斜齿轮 动力传动 效率 功率损失

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正前角双圆弧谐波传动柔轮滚刀设计与齿形误差分析 被引量：6

10

作者 王仕璞 宋朝省 +3 位作者 朱才朝 杨勇 黎新子 廖德林 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期127-135,共9页

为解决正前角双圆弧谐波传动柔轮滚刀(DFHP)结构设计复杂与加工精度控制难度高的问题,从实际加工出发,建立了DFHP前刀面切削刃精确齿廓与滚削加工数值仿真模型。为探究DFHP前角与顶刃后角对DFHP加工误差的影响,进行了滚刀加工数值仿真;... 为解决正前角双圆弧谐波传动柔轮滚刀(DFHP)结构设计复杂与加工精度控制难度高的问题,从实际加工出发,建立了DFHP前刀面切削刃精确齿廓与滚削加工数值仿真模型。为探究DFHP前角与顶刃后角对DFHP加工误差的影响,进行了滚刀加工数值仿真;同时为降低DFHP的加工误差,将传统正前角滚刀的法向齿形作为无理论误差DFHP的等效齿形,重新设计了DFHP三维实体模型。结果表明:DFHP等效齿形误差及其加工出柔轮的齿形误差均随滚刀正前角与顶刃后角增大而增大;采用无理论误差DFHP设计方法使得柔轮的齿形误差从6.2μm降低至0.14μm。因此,减小DFHP的前角与顶刃后角可以减小DFHP的加工误差,同时新的DFHP设计方法不但能构建出精确的DFHP三维实体模型,而且可以有效降低DFHP的加工误差,为提升DFHP加工精度研究提供了参考。 展开更多

关键词 双圆弧谐波传动 柔轮 正前角滚刀 齿形误差

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兆瓦级风电齿轮箱传动系统瞬态动力学响应等效缩减方法 被引量：4

11

作者 冉峯 朱才朝 +3 位作者 谭建军 宋朝省 朱永超 陈帅 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期205-215,266,共12页

随着风电齿轮箱朝10 MW及以上超大功率发展,其全尺寸测试受到试验台架功率限制的问题愈发明显。该研究提出了兆瓦级风电齿轮箱传动系统瞬态动力学响应等效缩减方法,以某型5 MW风电齿轮箱为研究对象,建立了风电齿轮箱传动系统变速动力学... 随着风电齿轮箱朝10 MW及以上超大功率发展,其全尺寸测试受到试验台架功率限制的问题愈发明显。该研究提出了兆瓦级风电齿轮箱传动系统瞬态动力学响应等效缩减方法,以某型5 MW风电齿轮箱为研究对象,建立了风电齿轮箱传动系统变速动力学模型,并基于量纲理论推导了适用变速工况的风电齿轮箱传动系统等效缩减动力学相似关系,对比分析了原型与缩减后的风电齿轮箱传动系统固有特性与振动响应。研究结果表明,缩减后的风电齿轮箱传动系统固有频率、模态振型与原型满足相似关系,并且缩减后的风电齿轮箱传动系统稳态响应、瞬态响应均与原型满足相似关系,最大误差小于3%。该方法可以为风电齿轮箱等效缩减设计提供一定的参考依据。 展开更多

关键词 风电齿轮箱 传动系统 动力学相似 模态分析 动态响应

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载荷和安装误差对小模数螺旋锥齿轮啮合特性影响分析 被引量：5

12

作者 夏茂浩 宋朝省 +3 位作者 梁成成 刘思远 魏沛堂 汪言 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2932-2945,共14页

基于双重双面法切齿原理和加工方法,建立小模数螺旋锥齿轮数学模型,采用有限元仿真技术,建立齿轮副加载接触分析模型,形成小模数螺旋锥齿轮精确数学模型-实体模型-加载接触分析模型的建模分析流程;分析额定载荷和载荷变化2种情况下的双... 基于双重双面法切齿原理和加工方法,建立小模数螺旋锥齿轮数学模型,采用有限元仿真技术,建立齿轮副加载接触分析模型,形成小模数螺旋锥齿轮精确数学模型-实体模型-加载接触分析模型的建模分析流程;分析额定载荷和载荷变化2种情况下的双重双面法螺旋锥齿轮啮合特性,探究小轮轴向安装误差、大轮轴向安装误差和轴交角安装误差对齿轮副啮合特性的影响规律。研究结果表明,随着载荷的增大,啮合印痕面积、传动误差、齿根弯曲应力和齿面接触应力均增大,但当载荷远小于额定载荷时,传动误差大于额定载荷时下的传动误差;小轮远离轴交点的轴向安装误差对螺旋锥齿轮啮合特性有较大的影响,大轮靠近轴交点的轴向安装误差对齿根弯曲应力和齿面接触应力影响较大,但对传动误差影响较小,轴交角安装误差、大轮轴向安装误差和小轮轴向安装误差对螺旋锥齿轮副啮合特性的影响逐渐增大。 展开更多

关键词 小模数螺旋锥齿轮 双重双面法 载荷 安装误差 啮合特性

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谐波减速器加速寿命试验方法研究 被引量：5

13

作者 王巧 杜雪松 +3 位作者 宋朝省 朱才朝 孙健铨 廖德林 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第19期2317-2324,共8页

目前,工程中亟需一种谐波减速器加速寿命试验方法来替代全寿命试验,以减少试验周期和成本。基于加速寿命试验原理,提出了一种基于谐波减速器失效特性的恒定应力加速寿命试验方案,以谐波减速器最易发生失效的柔轮为对象,给出了确定失效... 目前,工程中亟需一种谐波减速器加速寿命试验方法来替代全寿命试验,以减少试验周期和成本。基于加速寿命试验原理,提出了一种基于谐波减速器失效特性的恒定应力加速寿命试验方案,以谐波减速器最易发生失效的柔轮为对象,给出了确定失效判定、加速应力、加速系数、加速模型的方法。在小样本试验数据处理中,通过采用极大似然法和马尔科夫蒙特卡洛法得到了更为准确的威布尔分布参数估计。样机的实验结果表明该方案能有效描述谐波减速器的寿命,其基本额定寿命的可靠度评价标准比中位寿命的评价标准高出62%,有效地评估了谐波减速器的寿命指标,研究结果具有一定的工程应用价值。 展开更多

关键词 谐波减速器 加速寿命试验 威布尔分布 参数估计 可靠性分析

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重载工况下行星齿轮传动啮合偏载分析 被引量：4

14

作者 谭建军 李浩 +3 位作者 杨书益 朱才朝 宋朝省 孙章栋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第13期1513-1524,共12页

为了深入研究重载行星齿轮传动多柔体变形下齿面载荷分布规律,提出一种计入结构柔性与齿轮副动态接触的行星齿轮传动耦合动力学建模方法。以某型兆瓦级风电齿轮箱行星轮系为研究对象,根据内齿圈、行星架结构及其边界特征,采用有限元缩... 为了深入研究重载行星齿轮传动多柔体变形下齿面载荷分布规律,提出一种计入结构柔性与齿轮副动态接触的行星齿轮传动耦合动力学建模方法。以某型兆瓦级风电齿轮箱行星轮系为研究对象,根据内齿圈、行星架结构及其边界特征,采用有限元缩聚理论建立内齿圈轮齿、行星架耦合点与弹性支撑之间的关联关系,利用齿轮副动态承载接触作为界面协调条件将各构件进行耦合,建立行星齿轮传动耦合动力学模型,分析了啮合偏载现象以及结构参数对啮合特性的影响。研究结果表明,作用在行星轮上的合弯矩以及行星架销轴非对称结构变形是造成啮合偏载的主要原因,系统共振会加剧啮合偏载程度;在共振区附近,齿轮动态啮合刚度与静态啮合刚度存在较大差异;增加销轴刚性、增大螺旋角可以改善啮合偏载程度,减小共振区系统振动,但在低转速区不利于系统减振,而增大行星架连接板刚性可以保持低转速区系统振动状态,同时减小共振区系统振动。 展开更多

关键词 风电齿轮箱 行星轮系 结构柔性 内齿圈 动力学

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航空弹性并车机匣模态分析与结构参数优化

15

作者 吴安阳 宋朝省 +1 位作者 赵帅涛 邓自立 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期39-50,共12页

针对某型航空并车机匣的模态共振问题,考虑航空机架弹性支承刚度,采用有限元法进行典型工况下约束模态分析,研究了并车薄壁机匣结构参数对约束模态固有频率的影响规律。结果表明优化支承位置是大幅度改变固有频率最有效的方式;当固有频... 针对某型航空并车机匣的模态共振问题,考虑航空机架弹性支承刚度,采用有限元法进行典型工况下约束模态分析,研究了并车薄壁机匣结构参数对约束模态固有频率的影响规律。结果表明优化支承位置是大幅度改变固有频率最有效的方式;当固有频率处在共振区间边缘时,可通过优化壁厚、筋板的方法小幅度调整。当2个支承位置位于机匣平面对称轴线时,固有频率最小且随支承距离减小而减小。随着薄壁厚度增大,1、3、5、6阶模态频率减小,2、4阶增大。1、3阶模态频率基本不受筋板参数的影响;2、4阶模态频率随筋板宽度、高度增大和宽高比减小而增大且4阶频率随筋板角度增大而增大;5、6阶模态频率随筋板角度增大、筋板宽度减小而增大。在此基础上,对弹性并车机匣的结构参数进行优化使固有频率避开共振区间,提高了机匣的抗振能力。 展开更多

关键词 弹性薄壁机匣 约束模态 固有频率 结构优化 减振设计

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考虑柔轮杯体变形的谐波传动空间共轭齿廓设计与分析 被引量：4

16

作者 朱飞鸿 杜雪松 +3 位作者 宋朝省 朱才朝 杨勇 廖德林 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2471-2479,共9页

提出一种精确描述凸轮波发生器谐波传动刚柔轮之间复杂空间变形的方法,该方法基于直母线假定考虑柔轮空间变形带来的中面曲线变化和柔轮齿空间方位变化等因素搭建谐波传动运动学模型。以椭圆凸轮为例,利用数值法计算柔轮空间共轭齿廓,... 提出一种精确描述凸轮波发生器谐波传动刚柔轮之间复杂空间变形的方法,该方法基于直母线假定考虑柔轮空间变形带来的中面曲线变化和柔轮齿空间方位变化等因素搭建谐波传动运动学模型。以椭圆凸轮为例,利用数值法计算柔轮空间共轭齿廓,研究柔轮杯体空间变形所产生的空间转角及其对啮合过程中的共轭区域、柔轮齿运动轨迹和齿面啮合迹线带来的特殊影响。研究结果表明:柔轮齿空间方位转角不可忽视,其中切向位移引起的转角变化更加剧烈,所得柔轮齿廓共轭区域显著增大,齿圈轴向各截面均无干涉且存在两点啮合,啮合接触状况更优。 展开更多

关键词 空间共轭 空间齿廓 谐波传动 双圆弧 椭圆凸轮

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环境参数对风电齿轮箱传动系统疲劳损伤的影响

17

作者 伍源 朱才朝 +2 位作者 谭建军 宋朝省 张会阳 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期132-144,共13页

在风电机组全寿命周期内,长期风速概率分布会使风电齿轮箱传动系统动载荷出现随机特性,影响其疲劳损伤预估精度。笔者提出了一种考虑长期风速概率分布特征的风电齿轮箱传动系统疲劳损伤预估方法,通过建立大功率海上风电机组OpenFAST-SIM... 在风电机组全寿命周期内,长期风速概率分布会使风电齿轮箱传动系统动载荷出现随机特性,影响其疲劳损伤预估精度。笔者提出了一种考虑长期风速概率分布特征的风电齿轮箱传动系统疲劳损伤预估方法,通过建立大功率海上风电机组OpenFAST-SIMPACK联合仿真模型,计算不同平均风速与湍流强度组合工况下的风电齿轮箱传动系统齿轮短期疲劳损伤,进而采用代理模型技术重构“平均风速、湍流强度-短期疲劳损伤”映射关系,预测齿轮长期疲劳损伤。研究结果表明:风电齿轮箱传动系统低速级太阳轮容易发生接触疲劳失效;在额定风速以下,低速级太阳轮短期疲劳损伤与平均风速呈正相关,在额定风速附近,平均风速与湍流强度的随机特性均会增大其长期疲劳损伤不确定性,增大其疲劳失效风险。 展开更多

关键词 风电齿轮箱 传动系统 疲劳损伤 随机特性

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基于动态横向转移载荷的轮式装载机侧倾稳定性研究 被引量：3

18

作者 徐向阳 艾星 +1 位作者 宋朝省 朱才朝 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第10期163-169,214,共8页

为研究轮式装载机动态侧倾稳定性,在考虑车身侧倾和动臂俯仰的基础上,构建基于拉格朗日法和包含动坐标系的轮式装载机十自由度侧倾动力学模型,求解出非平稳路面与发动机耦合激励下的侧倾响应,推导出表征侧倾稳定性的动态横向转移载荷方... 为研究轮式装载机动态侧倾稳定性,在考虑车身侧倾和动臂俯仰的基础上,构建基于拉格朗日法和包含动坐标系的轮式装载机十自由度侧倾动力学模型,求解出非平稳路面与发动机耦合激励下的侧倾响应,推导出表征侧倾稳定性的动态横向转移载荷方程,并分析了横向坡度角、动臂结构参数和转弯速度变化对侧倾角与动态横向转移载荷的影响趋势。结果表明:车身侧倾角和动态横向转移载荷随横向坡度角、动臂质量和举升角以及转弯速度的增加而不断增大,但横向坡度角和动臂举升角对侧倾稳定性的影响灵敏度较高;当车身侧倾角超过临界横向坡度角时,两侧车轮垂向载荷发生完全动态横向转移,使一侧车轮产生离地现象进而导致侧倾;上述模型和动态横向载荷转移表征方法可为后续的性能优化提供研究方法和理论基础。 展开更多

关键词 横向转移载荷 轮式装载机 动力学模型 动态响应 侧倾角

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考虑环境参数的风电齿轮箱传动系统疲劳性能优化 被引量：2

19

作者 谭建军 伍源 +3 位作者 白杨 朱才朝 宋朝省 董晔弘 《机械传动》 北大核心 2023年第8期53-63,共11页

随机风速会使风电齿轮箱传动系统出现频繁的载荷波动,造成复杂的结构变形,容易产生齿轮偏载,加剧其接触疲劳失效风险。提出了一种考虑环境参数随机不确定性的风电齿轮箱传动系统疲劳性能优化方法,在建立计入全局载荷的风电齿轮箱传动系... 随机风速会使风电齿轮箱传动系统出现频繁的载荷波动,造成复杂的结构变形,容易产生齿轮偏载,加剧其接触疲劳失效风险。提出了一种考虑环境参数随机不确定性的风电齿轮箱传动系统疲劳性能优化方法,在建立计入全局载荷的风电齿轮箱传动系统动力学模型基础上,利用代理模型方法重构“平均风速、湍流强度-齿轮修形参数-齿轮长期接触疲劳损伤”映射关系,建立考虑风速概率分布的多级齿轮修形参数优化函数,对比了风电齿轮箱传动系统疲劳性能优化效果。结果表明,低速级太阳轮长期接触疲劳损伤值大于0.7,是风电齿轮箱传动系统高可靠设计的薄弱环节之一;优化后的风电齿轮箱齿轮长期接触疲劳损伤值明显降低,其中低速级太阳轮长期接触疲劳损伤值降低了11.37%,疲劳性能提升效果显著。 展开更多

关键词 风电齿轮箱 传动系统 环境参数 疲劳损伤 性能优化

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基于刀具法向基准的奥利康准双曲面齿轮精确建模与验证 被引量：3

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作者 梁成成 宋朝省 +2 位作者 朱才朝 刘坤明 檀杰 《重庆大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期1-11,共11页

基于奥利康制准双曲面齿轮切齿原理和加工方法,分析了三面刀刀头的结构和安装位置,提出了基于刀具NS(neutral surface)平面法向基准下刀盘数学模型的建立方法。在此基础上,推导了奥利康制准双曲面齿轮的加工机床坐标系,建立了成形法大... 基于奥利康制准双曲面齿轮切齿原理和加工方法,分析了三面刀刀头的结构和安装位置,提出了基于刀具NS(neutral surface)平面法向基准下刀盘数学模型的建立方法。在此基础上,推导了奥利康制准双曲面齿轮的加工机床坐标系,建立了成形法大轮和展成法小轮的齿面数学模型,整理了一套基于三面刀盘奥利康制准双曲面齿轮精确化建模流程。通过齿面模型得到的数学齿面与通过KIMOS软件得到的45点齿面进行对比和实际接触印痕与理论接触印痕对比两种方法进行齿面验证。结果表明:大小轮推导齿面与实际齿面齿线和几何形貌基本一致,小大轮齿面基本重合;小轮凹面最大误差位于小端偏齿顶处,其值为0.007 5 mm,大轮凸面最大为0.002 3 mm;KIMOS计算的理论轮齿接触分析(TCA)、轮齿承载接触分析(LTCA)印痕与有限元计算印痕的位置方向基本一致,验证了齿面的正确性。 展开更多

关键词 准双曲面齿轮 NS法向基准 齿面数学模型 齿面45点 接触印痕

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