准确分析发动机曲轴扭转固有特性是曲轴扭振减振器设计的基础,以某四缸汽油发动机曲轴轴系为研究对象,分别用基于有限元模型和集总参数模型模态分析法计算曲轴轴系扭转固有特性。对建立曲轴轴系有限元模型方法,特别是活塞连杆机构的几种等效方法及集总参数模型中曲轴各段扭转刚度有限元全模型计算方法进行分析;对不同方法获得固有特性进行对比。结果表明：基于连杆轴颈中央截面分段直接刚度计算法和基于连杆轴颈和主轴颈中央截面分段然后串联间接法两种途径计算的曲轴各段扭转刚度一致性好,精度满足工程要求;基于集总参数模型与有限元模型的扭转固有特性分析结果一致,这两种方法是统一的,可直接应用于工程分析或研究工作。

为揭示复合行星轮系固有特性及裂纹对其振动响应的影响,以工程机械复合两级行星轮系为研究对象,采用集中参数法建立平移-扭转耦合动力学模型,并计入阻尼、支撑、时变啮合刚度、啮合相位等影响因素。根据各构件间相对位移分析,推导系统运动微分方程。将轮齿简化为齿根圆上的悬臂梁结构,根据能量法,分别计算啮合齿轮副赫兹刚度,弯曲刚度,剪切刚度和轴向压缩刚度。推导裂纹轮齿时变啮合刚度计算公式,分析裂纹扩展对时变啮合刚度的影响。进一步对各啮合副的相对啮合相位关系进行推导。采用数值分析方法,求解系统运动微分方程,得到正常及裂纹情况下的系统固有特性,研究时变啮合刚度及裂纹对系统固有频率的影响。综合运用时间历程、阶次谱、相轨迹及Poincaré映射图,分析裂纹扩展对系统非线性振动响应的影响。

以某新型双电机耦合驱动系统为研究对象,考虑齿轮副综合啮合刚度、各构件惯量、中心构件的扭转支撑刚度等因素,推导并建立了双电机耦合驱动系统的纯扭转动力学模型.通过求解特征值的方法获取系统固有特性.对系统整体扭转振动模式和轴系扭转振动模式下的固有特性进行分析,发现系统固有特性具有一种不完全的对称性.对系统固有频率的主要影响因素进行了研究,分析了系统共振点与车速之间的对应关系.建立了双输入双输出机电耦合系统振动特性分析方法,为双电机耦合驱动系统的扭振抑制控制方法的研究奠定了基础.

设计并采用低耗齿轮提高了大速比行星齿轮传动的效率.运用集中参数法建立了采用低耗齿轮的大速比行星齿轮传动的多自由度纯扭转动力学模型,通过对特征值问题的求解得到系统的各阶固有频率与振型矢量,归纳了大速比行星齿轮传动的固有特性;通过研究系统的共振转速与固有频率的关系,验证了纯扭转模型的准确性.在此基础上研究了低耗齿轮对该传动系统动力学特性的影响,结果表明,当低耗齿轮副的重合度设计在-定的范围时,传动系统的效率较高且振动较小.

海洋平台作为海上油气开采的主要结构形式，在整个生命周期中都会受到外部复杂环境载荷的作用，海洋平台结构长时间在这些载荷的作用下，有时会出现安全问题。一旦海洋平台结构发生破坏，造成的损失是不可估量的，因此，为了做到防患于未然，对于在役中后期的海洋平台进行结构安全评估显得非常必要，文中所述的振动检测评估海洋平台的固有特性就是一种非常有效的手段。