为揭示用于风电、水利轮船等大型齿轮在存在初始缺陷下的摩擦磨损特征,避免早期灾难性故障的发生,对线形初始缺陷下斜齿轮磨损特征与演变过程进行实验研究。采用控制变量法,通过电火花线切割的方式沿齿宽方向加工出线形初始缺陷。为加速实验进程,实验齿轮的齿宽为标准齿轮的1/3。实验过程中采用功率闭流式加载方式施加高扭矩恒定载荷,使用颗粒计数器和分析式铁谱仪分析油样磨粒,并利用扫描电镜观测并分析齿面磨痕形貌。结果表明线形初始缺陷会加速齿轮齿面磨损,导致齿轮提前进入疲劳磨损阶段,并引起齿面发生严重损伤,产生的磨粒尺寸较大;齿轮啮合产生的油泥污染物会加剧缺陷处的磨损,从而导致齿轮断裂失效。

粉末高温合金是发动机涡轮盘的最佳材料,但由于其制造工艺的特点,使其强度和寿命对缺陷十分敏感。基于概率损伤容限评估思想,文中针对国内FGH96粉末高温合金涡轮盘制造工艺水平下的涡轮盘初始缺陷通过试验进行统计,并分析得出初始缺陷的面积概率模型、缺陷圆度概率模型、椭圆缺陷短轴/长轴比值和长轴长度概率模型。试验分析结果表明,初始缺陷面积大部分都处于(1~5)μm2;缺陷圆度大部分都处于(0.3~0.7)左右;如果缺陷形状拟合为近似椭圆,椭圆短轴/长轴比值大部分都处于(0.5~1),长轴尺寸处于(1~7)μm。

研究了有初始缺陷梁在热状态下的混沌运动，并讨论分析了初始缺陷等因素对梁在热状态下混沌运动的影响。

应用非线性有限元方法研究底座结构的稳定性问题.使用牛顿-拉斐逊和弧长法获得结构的载荷位移曲线和失稳模态.根据结构的载荷位移曲线和失稳模态,研究前、后立柱两端不同的连接方式对结构稳定性的影响.当前、后立柱两端为铰接时结构有较高的极限承载能力.考虑到底座的初始缺陷,对其进行非线性有限元分析,结果表明初始缺陷对底座的极限承载能力有较大的影响.

基于初始缺陷的定义式，推导出有初始缺陷的圆柱壳的几何方程。并假定了一种屈曲时的挠度函数，通过该函数求解塑性屈曲方程，可得到有初始缺陷的圆柱壳塑性屈曲的临界载荷。最后将所得结果与已有的实验结果作了比较。

为了探究如大型风电齿轮初始缺陷存在下的摩擦磨损机制与演变历程,避免齿轮发生开放式磨损和重大故障,对初始齿面点缺陷下的斜齿轮磨损特征与演变过程进行研究。实验采用控制变量法,在自制齿轮磨损实验台上分别进行了3组不同工况条件下的磨损实验,分别设置了正常齿轮与缺陷齿轮、低载工况与重载工况条件的对比实验。采用振动监测和油液检测技术,对齿轮箱振动情况以及齿轮产生的磨粒进行统计分析,结合轮齿表面的微观形貌分析,对重载工况下