在大功率船舶传动系统中,越来越多地采用行星人字齿轮传动。为了满足现代船舶对传动系统的噪声要求,开展行星人字齿轮传动系统的减振设计不但具有实用价值,而且具有理论意义。针对某舰船动力系统中的行星人字齿轮传动,建立了太阳轮与行星轮之间的动态啮合力的解析表达式,得出了行星人字齿轮系统的太阳轮齿数、行星轮齿数及个数与啮合频率激励引起的振动之间的耦合规律。基于时变啮合刚度激励引起的振动方式与传动系统固有振动模式之间的对应关系,提出了通过合理设计行星人字齿轮传动的基本参数来实现对系统扭转振动进行抑制的相位调谐减振设计方法,并借助数值算例验证了该方法能够抑制中心构件扭转共振。

针对某大功率舰船中常用的二分支人字齿轮传动系统,计算其固有频率的参数灵敏度数值,分析了啮合刚度、转动惯量、制造误差等结构参数的变化对传动系统固有频率的影响;建立分支传动的扭转动力学模型,利用有限元分析验证了分支传动的振动模态特性;采用模态法推导出多元激励下的参数灵敏度表达式,并将其应用于二分支人字齿轮传动系统的平稳性分析。基于理论计算的灵敏度数值和实际工作条件,对传动系统结构进行了优化设计。实例验证发现,由此获得的修改方案明显改善了轮系的抗振性能;该分析方法获得的关键参数对系统实现抗振降噪效果明显。该分析方法同样可用于其他类型分支传动的减振降噪设计。

多分支齿轮传动在大功率舰船动力传输系统中应用逐渐增多,为实现各支路均载而采用的弹性轴结构则会导致传动系统的固有频率减低,从而使运转过程中发生共振的可能性增加。基于商用有限元软件(Ansys),建立某船用六分支同轴人字齿轮传动系统的有限元模型,在各支撑处保留转动自由度,约束其余自由度,计算了传动系统的前20阶固有频率与振动;针对巡航转速,基于坎贝尔图,分析了系统的共振特性;研究了均载弹性轴刚度对系统固有频率的影响规律,得出了避免传动系统共振发生的弹性轴刚度取值范围,为六分支同轴人字齿轮传动系统的减振设计提供了参考。

建立了高速重载工况下的直升机主减速器热网络模型,得到弧齿锥齿轮温度场随齿面结构变化规律。对基于主动设计得到的弧齿锥齿轮齿面进行加载接触分析(LTCA)得到齿间载荷,结合摩擦学和传热学得到锥齿轮的摩擦因子和热载荷,研究分析了锥齿轮的齿面接触迹线方向、接触椭圆半长轴长度、传动比的1阶导数的改变对锥齿轮温度场的影响规律。

提出了一种基于Legendre直交多项式，在端点保持非对称连续性、一次降多阶的Bezier曲线降阶算法。降阶后的控制顶点矢量可以表示为降阶转换矩阵与原曲线控制顶点乘积的形式。给出了这个降阶转换矩阵的推导和计算过程。

空间大型可展天线与卫星平台之间借助可展天线臂相连，故天线臂与卫星间的耦合振动特性直接影响天线的指向精度和工作稳定性。依据天线臂和卫星之间连接方式，采用假设模态法描述天线臂各连杆的弹性变形，将耦合振动位移、天线臂转动副角，以及天线臂的模态坐标作为系统广义自由度，利用非保守系统的啪ge方程，建立了天线臂与卫星间的耦合振动微分方程，采用吉尔（Gear）法进行了数值求解。针对天线臂展开，天线展开，以及卫星调姿3种情况，计算了天线臂与卫星间的耦合振动的相应时间历程，并分析了天线臂与卫星的连接刚度、天线臂刚度等对耦合振动的影响规律，得出合理的结构参数可以有效抑制天线臂与卫星间的耦合振动峰值。

随着阵列单元数目增多,用传统有限元动力学分析方法分析阵列可展结构计算量十分巨大,甚至变得不可能。依据阵列可展结构由单元机构规律性组合而成的特点,针对剪式单元阵列可展结构提出了一种规范化动力学分析方法（规范法）。此方法将单元机构的叠加节点自由度与内部节点自由度分开,从而实现单元特性矩阵的首尾循环相加得到整体结构的刚度矩阵和质量矩阵。以5×5剪式单元平面阵列可展结构为例,采用规范法分析其固有频率和动态响应情况。结果发现：当展开角度接近于0°和180°时,固有频率迅速减小至0 Hz。当施加外载时,无阻尼、小阻尼和过阻尼情况下的动态响应分别为周期性振动、最大振幅衰减的周期性振动和无振动。可以得出：可展结构在0°和180°附近结构不稳定,其安全工作角度为20°-160°。阻尼适当增大可以有效减小振动。规范法提...

为提高分扭-并车齿轮传动的动载稳定性,对直齿轮和人字齿轮构成的分扭-并车齿轮系统建立了考虑多间隙等激励因素的动力学模型。引入高斯消元技术使振动模型降为含9自由度的线性无关方程组;采用4阶Runge-Kutta法对量纲一方程组实施数值求解,分析了齿侧间隙、综合传动误差和时变啮合刚度等激励下的动载特性。结果表明,齿侧间隙在局部范围内存在动载加剧现象;动载系数激增至2. 705,综合传动误差激励下相同传动级上的均载特性基本一致;时变啮合刚度波动系数大于0. 25时,分扭级的动载波动较剧烈。研究结果对该类齿轮系统动载设计具有指导意义。

模态跃迁会导致人字齿轮功率二分支传动系统的动力学特性剧烈变化,因此,在该类系统的动态设计过程中,必须对模态跃迁现象进行分析。建立了人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动模型和扭转自由振动微分方程,通过分析计算系统扭转振动固有频率和模态振型,将人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动模式归纳为耦合振动模式和分支齿轮振动模式两类模态振型。在此基础上,研究了人字齿轮功率二分支传动系统扭转振动的模态跃迁现象,确定了系统扭转振动固有频率轨迹发生模态跃迁现象的准则:对于耦合振动模式和分支齿轮振动模式,不同类型模态振型之间不会发生模态跃迁,同类型的模态振型之间将会发生模态跃迁。最后,通过实例计算验证了所提出模态跃迁准则的准确性。

为有效刻画齿轮系统相空间吸引子结构的数值特性,建立了直齿轮系统含间隙与综合传动误差的非线性动力学模型,基于G-P算法推导了等间隔的齿轮系统吸引子关联维数计算公式。对周期运动和混沌运动吸引子,采用Lyapunov指数与关联维数等手段定量表征其数值特性,利用Poin caré截面法定性分析了混沌吸引子的演化和迁移进程。通过关联维数对阻尼比和综合传动误差变化下的混沌吸引子演化行为进行了追踪刻画,结果表明,吸引子结构越复杂则关联维数越大,系统振动越敏感,混沌吸引子关联维数值介于整数1和2之间,具有分数维特征。