齿轮-轴-轴承系统是现代机械工业常用的传动机构。当轴承外圈与轴承座出现配合间隙时,传动系统会产生复杂的振动响应,使运行状态识别变得十分困难。建立了36自由度的齿轮-轴-配合间隙轴承系统动力学模型,该模型结合齿轮副系统和轴承系统,考虑了配合间隙引起的碰摩;并通过Hertz理论中的非线性接触和库仑摩擦模型计算了轴承外圈和轴承座之间的接触力。结果表明,当轴承外圈与轴承座之间产生配合间隙后,传动系统的时域响应受到轴承外滚道故障频率的调幅,配合间隙越大,调幅现象越严重;由于衰减次数的增加,响应频谱上出现齿轮副和轴承的超谐波频率,传动系统的超谐波响应被激发;随着轴承外圈配合间隙的增加,更高阶的超谐波响应会被激发。最后,通过实验验证了所建立模型和对既得结果分析的正确性。

振动与噪声是影响齿轮传动性能的重要参数,齿轮传动系统的振动噪声控制已成为一个重要研究领域。目前,齿轮传动系统振动控制的主要方式有增加重合度、修形、变位、阻尼等。本文研究了错齿相位调谐齿轮啮合原理,推导了直齿轮错齿相位调谐齿轮时变啮合刚度计算公式,研究了错齿相位调谐与振动响应之间的映射关系;设计了可实现不同错齿相位的平行轴直齿轮副实验方案,开展了齿轮副在不同错齿相位时的减振效果实验研究,并将实验结果与仿真结果进行了对比与分析。

针对齿轮-转子-轴承系统发生复合故障时齿轮副振动响应,结合齿轮副模型和滚子轴承模型,基于拉格朗日方程建立了36自由度的齿轮-转子-轴承系统耦合振型,设定齿轮副主动轮剥落和轴承表面损伤复合故障,研究了复合故障下齿轮副的振动响应。结果表明,在健康的齿轮-转子-轴承系统振动响应下,系统振动时域幅值较为均匀,振动频谱主要为轴承外圈特征频率和齿轮副啮合频率;当齿轮副发生剥落单故障时,系统振动频谱上出现啮合频率与转轴频率调制生成的边频带;当齿轮-转子-轴承系统发生复合故障时,系统振动时域上的振动幅值增大,振动愈加复杂,频域信号调制现象严重,而且调制生成的信号幅值增大,但在其振动频域上可以找到其故障频率以及调制生成的谐波频率,以此可以判断系统的故障类型。

为了研究含裂纹航空液压直管的振动响应特性,防止液压管路系统出现灾难性失效,针对液压直管可能出现的斜裂纹故障,考虑剪切力以及剪切系数的影响,推导出斜裂纹液压直管的局部柔度系数表达式,从而建立斜裂纹液压直管流固耦合有限元模型。利用Newmark-β积分法求解了液压直管的振动响应,将数值计算结果与试验测试结果对比分析,验证了有限元模型的正确性。利用本文模型分析了裂纹夹角和柱塞泵转速对液压直管系统振动响应特性的影响,结果表明:裂纹夹角的变化会影响液压直管的振动响应,当裂纹夹角趋于0°时,液压直管的振动响应幅值最小,随着裂纹夹角的增加,裂纹对液压直管振动响应的影响更显著;在不同的转速下,横向裂纹液压直管的振动响应幅值均大于斜裂纹液压直管。

工程车辆工作环境恶劣,为保证驾驶员能够高效迅速的对复杂行驶路况做出准确反映,需要设计具备良好的乘坐舒适性的驾驶室。根据工程车辆工作环境恶劣的现状,采用计算振动响应的方法研究车辆驾驶室的乘坐舒适性。建立八自由度二分之一车动力学模型,运用拉格朗日方程求解系统的运动微分方程,获得驾驶室在随机路面激励下的振动响应。在驾驶室的竖直方向建立“驾驶员—座椅”分析子系统,驾驶室受到的竖直方向的激励作为子系统的输入,根据驾驶员受到的振动加速度的加权值,对驾驶室的乘坐舒适性进行评价。分析结果可知：评价驾驶员的主观感受为：没有不舒适;减小座椅刚度,能有效的提高驾驶员的舒适性;为同类设计研究提供参考。

分析了三级分段变刚度双质量飞轮(DMF)刚度随扭转角变化的特征,考虑刚度非线性因素建立了搭载DMF的汽车传动系非线性扭转振动模型和对应的微分方程,采用平均法和Runge-Kutta数值积分方法编制算法程序,推导和分析扭转角非线性频率特性近似解析解,并对不同转矩频率下的强迫振动响应进行仿真分析,以进一步探究三级分段变刚度DMF在传动系统中的非线性振动特性。