汽车车身地板纵梁前端和地板纵梁的抗撞性直接影响到汽车正面碰撞时侵入量的大小。汽车碰撞中该部位的运动和变形形式复杂,结构设计变量多,是汽车车身抗撞性设计的难点部位。以减小驾驶室侵入量为目标,建立地板纵梁前端和地板纵梁碰撞变形的简化机构,利用限度分析法,结合薄壁梁最大弯曲力矩理论,将地板纵梁前端和地板纵梁的变形量目标转化为该部位最大弯曲力矩。采用帽形薄壁梁最大弯曲力矩理论公式,考虑结构质量因素,进行结构尺寸、厚度和材料的选择。在65km/h正面全宽刚性碰撞工况中,采用该方法获得的优化结构可使加速度峰值降低72.4m/s2,驾驶员侧左脚处和转向节处侵入量分别降低21.1mm和25.8mm,达到了将最大侵入量控制在150mm以内的目标。

行星齿轮传动因具有较大的传动比和较高的传动效率而被广泛应用于机械传动系统中。在行星齿轮箱中,太阳轮通常被设置为浮动的,以平衡各行星齿轮之间的负载。但是,太阳轮的浮动设置将导致啮合过程中的压力角、重合度和啮合相位的变化。在以前的研究中,这些参数被近似为常数。为了研究动态参数对行星齿轮箱在不同工况下振动响应的影响,建立了行星齿轮箱集总参数模型,该模型包含时变压力角、时变重合度和时变啮合相位。基于该模型,分析了太阳轮的振动机理,并与恒定参数模型进行比较,揭示了由这些动态参数引起的相位调制规律。通过比较不同负载和转速下的动态响应,研究了不同工况条件下的相位调制。

行星齿轮系统作为工业减速机的关键结构,在运转过程中受到循环载荷和冲击载荷的作用,易使齿轮表面金属疲劳剥落,形成点蚀故障。当系统受到冲击载荷作用时,振动信号的剧烈波动会干扰系统的故障识别。针对该问题,基于冲击工况下含点蚀故障的行星齿轮系统动态特性分析,开发了诊断指标。首先,基于解析几何方法及Hertz接触理论建立了齿轮副接触刚度模型;其次,引入冲击载荷,利用冲击函数法求解了太阳轮-行星轮啮合力;最后,基于系统动态响应信号的频谱分布规律,提出了边带质心能量指标,实现了故障冲击与载荷冲击的准确辨识。

当浮环轴承转子系统高速旋转时,油膜温升和浮环弹性变形是不可避免的。为研究油膜温升和浮环弹性变形对浮环轴承润滑静特性的影响,建立浮环轴承热流体动力润滑模型,利用数值差分法联立求解雷诺方程、能量方程、Rolelands黏温方程、浮环弹性变形方程和内外油膜膜厚方程,将油膜压力场、温度场和浮环弹性变形进行耦合分析,得到热效应和浮环弹性变形耦合影响下的油膜温升和浮环弹性变形量。结果表明浮环轴承内外油膜温升和浮环弹性变形量随着偏心率的增加都逐渐增大;浮环弹性变形降低了内油膜温升,增加了外油膜温升;油膜温升降低了浮环弹性变形量;在耦合条件下内外油膜承载力、端泄流量和摩擦功耗均降低。

风能是利用最广泛的清洁能源，随着对新能源的不断开发利用，风力发电机的装机容量不断提高，然而却出现了风机故障率较高的问题，通过对风力发电机故障诊断研究现状进行分析，发现在风力发电机各部位故障中齿轮箱是故障率最高的部位，并且风力发电机齿轮箱故障率明显高于普通齿轮箱，以典型风力发电机齿轮箱为研究对象，通过仿真分析与研究，研究了风力发电机齿轮箱故障高发的作用机制及根本原因，在结构上提出了相应的改进措施，并对改进后结构的有效性进行了验证。为风力发电机齿轮箱的设计及运行提供了重要的参考。