齿轮高速运行时,风阻功率损失是导致传动效率低的主要因素之一。基于计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)技术建立了弧齿圆柱齿轮周围空气流域模型并进行数字孪生,得出弧齿圆柱齿轮周围空气流域内的速度矢量图及风阻损失功率。结果表明,弧齿圆柱齿轮周围设置挡板可有效减小风阻功率的损失,轴向挡板间距越小,弧齿圆柱齿轮的风阻功率损失越小。轴向挡板间隙为2 mm时的风阻功率损失相比于轴向挡板间隙为10 mm时的风阻功率损失减小27.80%。而对于径向挡板来说,并不是间隙越小弧齿圆柱齿轮的风阻功率损失越小。不同齿形的齿轮在相同条件下风阻功率损失不同,同等条件下对比发现,压力角为25°的直齿轮相比于标准斜齿轮的风阻功率损失减小了23.84%。

有限元仿真被广泛应用于航空薄壁结构件加工变形的预测分析，针对现有3—2—1约束原则建立仿真边界条件时存在众多的问题，提出了接触单元约束边界条件法（接触边界法）。基于接触边界法建立有限元预测模型，并引入实测初始残余应力对工件加工变形进行了仿真预测。为验证接触边界法的准确性，选取工件展开了铣削加工及变形测量实验，结果表明仿真与实验变形在变化趋势及变形值上均具有很好的一致性，从而验证了接触边界法的可靠性。利用接触边界法建立的有限元模型对加工后的工件残余应力场进行预测，结果表明：通过变形和残余应力重分布会使加工后工件内部残余应力场达到新的平衡；对于薄壁结构件，材料大量去除后，残余应力值明显减小。