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轴交错位下人字齿轮非赫兹接触闪温计算方法
1
作者
徐向阳
樊林放
+2 位作者
姚璐
贾涵杰
古代辉
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第2期336-343,共8页
针对人字齿轮抗胶合设计中轴交错位引起载荷分配不均和缺乏有效闪温计算方法的问题,本文基于影响系数法,综合考虑几何传动误差和轴交错位误差对齿面初始接触间隙的影响,提出轴交错位下人字齿轮非赫兹接触分析方法,获得二维分布的接触应...
针对人字齿轮抗胶合设计中轴交错位引起载荷分配不均和缺乏有效闪温计算方法的问题,本文基于影响系数法,综合考虑几何传动误差和轴交错位误差对齿面初始接触间隙的影响,提出轴交错位下人字齿轮非赫兹接触分析方法,获得二维分布的接触应力和沿齿宽变化的接触半宽,并改进Blok闪温公式,建立了轴交错位下人字齿轮齿面闪温动态计算模型,对比验证了所提方法的准确性。研究表明:随着错位角增大,左右侧齿面偏载现象逐渐加重;随着滚动角度增大,齿面闪温和两侧闪温差值均呈现先减后增的趋势;随着转速增大,除节点外闪温差值增大,越靠近啮入啮出两侧,增大速率越快。研究成果可为人字齿轮抗胶合设计提供理论基础。
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关键词
人字齿轮
轴交错位误差
载荷分配
非赫兹接触
接触应力
接触半宽
齿面闪温
抗胶合设计
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职称材料
考虑喷丸残余应力的齿根裂纹扩展计算方法
2
作者
徐向阳
时慧一
樊林放
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期932-940,共9页
为了解决喷丸冲击残余应力影响下齿根裂纹扩展计算方法缺乏的问题,首先,基于线弹性断裂力学理论,耦合残余应力与裂纹闭合效应,采用修正的Paris法构建裂纹扩展模型,分析在不同喷丸条件下残余应力场对裂纹扩展行为的具体影响;其次,联合预...
为了解决喷丸冲击残余应力影响下齿根裂纹扩展计算方法缺乏的问题,首先,基于线弹性断裂力学理论,耦合残余应力与裂纹闭合效应,采用修正的Paris法构建裂纹扩展模型,分析在不同喷丸条件下残余应力场对裂纹扩展行为的具体影响;其次,联合预置裂纹的单齿裂纹扩展模型和有限元-离散元(FEM-DEM)喷丸模型,提出齿根残余应力裂纹扩展计算方法,获得不同喷丸参数下的残余应力场;最后,探究喷丸强化残余应力与齿根弯曲应力耦合复合应力场对齿根裂纹扩展行为的影响。研究结果表明:在喷丸强化作用下,残余压应力影响区域内裂纹尖端的应力强度因子显著降低,导致裂纹闭合力增大,裂纹闭合效应增强,裂纹扩展门槛提高,从而有效抑制了裂纹扩展;在次表面上,喷丸残余应力对裂纹的抑制作用最明显,并随裂纹深度增加而减弱。
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关键词
喷丸强化
疲劳裂纹扩展
残余应力
数值模拟
应力强度因子
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职称材料
轮轨横移黏着作用下轨道车辆轮对−齿轮传动系统动力学研究
3
作者
樊林放
徐向阳
+2 位作者
田富文
倪元庆
陈兆玮
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期807-818,共12页
针对曲线段轮对横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动态特性不明等问题,本文通过曲线段轮对横移受力和空间接触几何分析,结合改进的Kik-Piotrowski理论和FaStrip算法,提出曲线段轮轨横移动态黏着接触模型;综合考虑轮轨动态黏着激励、时变...
针对曲线段轮对横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动态特性不明等问题,本文通过曲线段轮对横移受力和空间接触几何分析,结合改进的Kik-Piotrowski理论和FaStrip算法,提出曲线段轮轨横移动态黏着接触模型;综合考虑轮轨动态黏着激励、时变啮合刚度、非线性轴承接触力等因素,建立轮轨横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动力学模型;最后分析不同曲线段下轮轨黏着接触特性以及曲线半径、运行速度对传动系统动态特性的影响。研究结果表明:当横移量为0 mm时,左右轮轨接触斑对称且面积相等,两侧最大法向接触应力均为155.1 MPa,且位于接触斑正中心,两侧最大切向接触应力均为40.2 MPa,且均位于接触斑左侧滑移区;随着正向横移量增大,左侧轮轨法、切向接触应力幅值先减小后增大,右侧法向、切向应力幅值逐渐减小,且分布位置向轮对中心偏移,接触斑滑动区占比逐渐增大,轮轨黏着接触性能逐渐恶化;随着曲线半径减小和运行速度增加,齿轮啮合力、轴承接触力和左右侧横向轮轨力都随之增大,从而加剧系统振动,并且在内外耦合激励影响下,左侧轴承接触力和轮轨力均比右侧的高。
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关键词
轨道车辆
轮对横移
轮轨黏着
传动系统
动态特性
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职称材料
基于电磁转矩的城轨列车电机-齿轮传动耦合系统故障诊断方法研究
被引量:
9
4
作者
徐向阳
樊林放
《重庆交通大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期123-129,153,共8页
针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题,综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度,建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型。在此模型上,考虑定子匝间...
针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题,综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度,建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型。在此模型上,考虑定子匝间绕组短路故障及鼠笼转子导条断裂故障,求得故障下机电耦合系统的动态响应;基于电磁转矩进行故障诊断,并与矢量控制单电机模型的诊断结果进行对比研究。研究成果表明:在低频域,PNM的电磁转矩频谱比矢量控制单电机模型的频谱在故障频率处幅值更大,更易于识别故障;在高频域,PNM电磁转矩诊断方法能识别到更为明显的电源频率的高次谐波分量,在机电耦合系统的故障诊断中更有优势;基于电磁转矩的故障诊断方法可以有效诊断城轨列车机电耦合系统故障,为无传感器的故障检测技术提供理论支持。
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关键词
车辆工程
城轨列车
故障诊断
机电耦合系统
定子绕组短路
转子导条断条
电磁转矩
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职称材料
题名
轴交错位下人字齿轮非赫兹接触闪温计算方法
1
作者
徐向阳
樊林放
姚璐
贾涵杰
古代辉
机构
重庆交通大学机电与车辆工程学院
重庆交通大学交通运输学院
出处
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025年第2期336-343,共8页
基金
国家自然科学基金项目(52375042)
国家重点研发计划(2023YFB4203402)
重庆市技术创新与应用发展专项(CSTB2022TIAD-KPX0078)。
文摘
针对人字齿轮抗胶合设计中轴交错位引起载荷分配不均和缺乏有效闪温计算方法的问题,本文基于影响系数法,综合考虑几何传动误差和轴交错位误差对齿面初始接触间隙的影响,提出轴交错位下人字齿轮非赫兹接触分析方法,获得二维分布的接触应力和沿齿宽变化的接触半宽,并改进Blok闪温公式,建立了轴交错位下人字齿轮齿面闪温动态计算模型,对比验证了所提方法的准确性。研究表明:随着错位角增大,左右侧齿面偏载现象逐渐加重;随着滚动角度增大,齿面闪温和两侧闪温差值均呈现先减后增的趋势;随着转速增大,除节点外闪温差值增大,越靠近啮入啮出两侧,增大速率越快。研究成果可为人字齿轮抗胶合设计提供理论基础。
关键词
人字齿轮
轴交错位误差
载荷分配
非赫兹接触
接触应力
接触半宽
齿面闪温
抗胶合设计
Keywords
herringbone gear
crossed axes malposition
load distribution
non-Hertz contact
contact stress
contact half-width
tooth surface flash temperature
anti-gluing design
分类号
TH13 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
考虑喷丸残余应力的齿根裂纹扩展计算方法
2
作者
徐向阳
时慧一
樊林放
机构
重庆交通大学公共交通装备设计与系统集成重庆市重点实验室
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第3期932-940,共9页
基金
国家重点研发计划项目(2023YFB4203402)
国家自然科学基金资助项目(52375042)。
文摘
为了解决喷丸冲击残余应力影响下齿根裂纹扩展计算方法缺乏的问题,首先,基于线弹性断裂力学理论,耦合残余应力与裂纹闭合效应,采用修正的Paris法构建裂纹扩展模型,分析在不同喷丸条件下残余应力场对裂纹扩展行为的具体影响;其次,联合预置裂纹的单齿裂纹扩展模型和有限元-离散元(FEM-DEM)喷丸模型,提出齿根残余应力裂纹扩展计算方法,获得不同喷丸参数下的残余应力场;最后,探究喷丸强化残余应力与齿根弯曲应力耦合复合应力场对齿根裂纹扩展行为的影响。研究结果表明:在喷丸强化作用下,残余压应力影响区域内裂纹尖端的应力强度因子显著降低,导致裂纹闭合力增大,裂纹闭合效应增强,裂纹扩展门槛提高,从而有效抑制了裂纹扩展;在次表面上,喷丸残余应力对裂纹的抑制作用最明显,并随裂纹深度增加而减弱。
关键词
喷丸强化
疲劳裂纹扩展
残余应力
数值模拟
应力强度因子
Keywords
shot peening
fatigue crack propagation
residual stress
numberical simulation
stress intensity factor
分类号
TG668 [金属学及工艺—金属切削加工及机床]
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职称材料
题名
轮轨横移黏着作用下轨道车辆轮对−齿轮传动系统动力学研究
3
作者
樊林放
徐向阳
田富文
倪元庆
陈兆玮
机构
重庆交通大学交通与运输学院
重庆交通大学机电与车辆工程学院
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第2期807-818,共12页
基金
重庆市杰出青年科学基金资助项目(cstc2021jcyj-jqX0010)
重庆市研究生科研创新项目(CYB23257)。
文摘
针对曲线段轮对横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动态特性不明等问题,本文通过曲线段轮对横移受力和空间接触几何分析,结合改进的Kik-Piotrowski理论和FaStrip算法,提出曲线段轮轨横移动态黏着接触模型;综合考虑轮轨动态黏着激励、时变啮合刚度、非线性轴承接触力等因素,建立轮轨横移黏着作用下轮对−齿轮传动系统动力学模型;最后分析不同曲线段下轮轨黏着接触特性以及曲线半径、运行速度对传动系统动态特性的影响。研究结果表明:当横移量为0 mm时,左右轮轨接触斑对称且面积相等,两侧最大法向接触应力均为155.1 MPa,且位于接触斑正中心,两侧最大切向接触应力均为40.2 MPa,且均位于接触斑左侧滑移区;随着正向横移量增大,左侧轮轨法、切向接触应力幅值先减小后增大,右侧法向、切向应力幅值逐渐减小,且分布位置向轮对中心偏移,接触斑滑动区占比逐渐增大,轮轨黏着接触性能逐渐恶化;随着曲线半径减小和运行速度增加,齿轮啮合力、轴承接触力和左右侧横向轮轨力都随之增大,从而加剧系统振动,并且在内外耦合激励影响下,左侧轴承接触力和轮轨力均比右侧的高。
关键词
轨道车辆
轮对横移
轮轨黏着
传动系统
动态特性
Keywords
rail vehicle
wheelset lateral movement
wheel-rail adhesion
transmission system
dynamic characteristics
分类号
U264.4 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
基于电磁转矩的城轨列车电机-齿轮传动耦合系统故障诊断方法研究
被引量:
9
4
作者
徐向阳
樊林放
机构
重庆交通大学机电与车辆工程学院
出处
《重庆交通大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期123-129,153,共8页
基金
国家自然科学基金项目(51975078)
重庆市教委科技研究重点项目(KJZD-K202000703)。
文摘
针对城轨列车电机-齿轮传动系统中电气、机械部分难以耦合而导致各自独立研究问题,综合考虑电机非线性磁导和齿轮时变啮合刚度,建立基于电机等效磁路网络模型(PNM)的城轨列车牵引传动系统机电耦合动力学模型。在此模型上,考虑定子匝间绕组短路故障及鼠笼转子导条断裂故障,求得故障下机电耦合系统的动态响应;基于电磁转矩进行故障诊断,并与矢量控制单电机模型的诊断结果进行对比研究。研究成果表明:在低频域,PNM的电磁转矩频谱比矢量控制单电机模型的频谱在故障频率处幅值更大,更易于识别故障;在高频域,PNM电磁转矩诊断方法能识别到更为明显的电源频率的高次谐波分量,在机电耦合系统的故障诊断中更有优势;基于电磁转矩的故障诊断方法可以有效诊断城轨列车机电耦合系统故障,为无传感器的故障检测技术提供理论支持。
关键词
车辆工程
城轨列车
故障诊断
机电耦合系统
定子绕组短路
转子导条断条
电磁转矩
Keywords
vehicle engineering
urban rail train
fault diagnosis
electromechanical coupling system
stator winding short circuit
broken rotor bar
electromagnetic torque
分类号
U264.4 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
轴交错位下人字齿轮非赫兹接触闪温计算方法
徐向阳
樊林放
姚璐
贾涵杰
古代辉
《哈尔滨工程大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
考虑喷丸残余应力的齿根裂纹扩展计算方法
徐向阳
时慧一
樊林放
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
3
轮轨横移黏着作用下轨道车辆轮对−齿轮传动系统动力学研究
樊林放
徐向阳
田富文
倪元庆
陈兆玮
《中南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
4
基于电磁转矩的城轨列车电机-齿轮传动耦合系统故障诊断方法研究
徐向阳
樊林放
《重庆交通大学学报(自然科学版)》
CAS
CSCD
北大核心
2021
9
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