对称循环加载是疲劳试验中常用的加载方式,该加载方式的试样振动信号具有循环平稳特性,通过采集试样疲劳过程中的振动信号并进行循环平稳性分析,提取二阶循环统计量的特征参数可描述试样损伤状态。研究目的是提取循环加载疲劳试样的循环平稳性指标,反映试样疲劳损伤累积规律。开展疲劳过程中循环加载试样振动信号的循环平稳性分析,基于提取的二阶循环统计量,建立监测变量在线描述试样损伤状态。开展疲劳试验和仿真分析,验证了该疲劳损伤检测方法的可行性。

为实现平板类声源表面振速可视化,结合麦克风传感器阵列非接触式测量所获取的声压数据,发展了一种基于贝叶斯原理的表面振速重构方法。首先,概述了麦克风阵列声学测量方法;然后,阐述了运用贝叶斯方法重构声源表面振速的基本原理;最后,开展了随机信号激励下的简支平板振动噪声数值仿真和自由边界平板振动测试实验。仿真和实验结果均表明,贝叶斯方法可较精确地重构平板类结构表面振速,实现了法向振速频率-空间分布的可视化。

为开展基于动态响应的齿轮箱状态评价,通过自行搭建斜齿轮箱测试平台,对斜齿轮箱开展了多物理量(包括转速、传动误差、轴心轨迹、振动加速度、声压和转矩)的测试与分析。通过调节齿轮箱的运行状态(转速和负载),揭示了齿轮箱各部件之间的配合状态以及不同物理量之间的关联性。结果表明,齿轮箱运转时,输入轴与电机轴存在不对中,输出轴存在动不平衡;传递误差峰峰值与转速呈正相关,且在不同转速下与加速度的均方根值、输出轴轴心跳动水平分量的峰峰值呈显著相关趋势。

为了克服传统编码器测速方案安装不便、成本高等问题,对基于振动加速度的旋转机械瞬时转速估计方法进行了综述。主要总结了当前6种主流的瞬时转速估计算法的基本原理,并通过工业齿轮箱不同工况下的转速测试,对这6种测速方法进行比较评价,分析了它们的优缺点和适用范围。结果表明,振动加速度信号间接蕴含了齿轮箱的转速信息,能够用来较为准确地估计齿轮箱的瞬时转速,这对于服役工况下齿轮箱的状态监测与控制具有重要意义。

课程思政是目前高等学校大力推广的一种创新性教学方法,对于高素质人才的培养具有重要的促进意义。针对“液压与气压传动”课程,围绕历史传承、科学精神、家国情怀、唯物思想、工匠精神等基本方面,梳理和归纳了该课程所蕴含的思政元素和价值理念;建立了课程知识点和思政映射点之间的内在对应关系;进一步探讨了专业课程思政目标达成的实现路径,力争实现立德树人的育人效果,为相关机械类课程的思想政治教学提供借鉴。

在直齿圆柱齿轮高频试验机上对材料牌号为18CrNiMo7-6的直齿圆柱齿轮进行弯曲疲劳试验,获取了该齿轮相关疲劳寿命数据。综合运用SolidWorks与ANSYS Workbench Fatigue Tool对该合金钢齿轮进行疲劳寿命仿真,获取了相关疲劳仿真结果。仿真结果与疲劳寿命对比分析表明,在满足一定的工程精度的情况下,可采用ANSYS Workbench Fatigue Tool快速获零部件的相关疲劳寿命结果,降低产品研发周期与研发成本,具有一定工程参考意义。

时变啮合刚度是影响齿轮传动平稳性以及振动噪声的主要因素,现代表面处理工艺在提高齿轮服役寿命的同时,改变了轮齿表面组织性态。为研究表层改性工艺对齿轮啮合时变刚度的影响,建立轮齿功能梯度有限元模型,模拟改性工艺对齿轮表层的影响,提出基于势能原理的时变啮合刚度计算方法。结果表明,表层改性工艺显著提高了齿轮的啮合刚度,强化了齿轮的使用性能。