齿轮传动热弹耦合数值计算与动态特性可靠性分析

　　《齿轮传动热弹耦合数值计算与动态特性可靠性分析》以机械可靠性设计理论与方法为主线，依托ANSYS参数化设计技术，建立了齿轮啮合传动热-弹耦合计算模型，阐述了齿轮温度场、热-弹耦合应力计算求解的方法与实现途径。在此基础上，基于APDL编程，建立热-弹耦合状态下齿轮随机影响参数的可靠性灵敏度计算方法。建立齿轮啮合传动疲劳寿命计算模型，基于疲劳损伤理论分析了齿轮不同啮合位置疲劳损伤情况。基于集中质量法建立齿轮啮合传动动力学耦合模型，利用Runge-Kutta法进行求解，得出了时域历程响应图、频域历程响应图、相图、Poincare图，基于Monte-Carlo法实现对齿轮传动动态参数的可靠性评估。

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目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 齿轮传动系统动力学概述 1
1.1.1 齿轮传动系统动力学研究现状 1
1.1.2 齿轮传动系统动力学研究的主要问题 5
1.1.3 齿轮传动系统动力学研究方向及重点 7
1.2 机械可靠性设计研究概述 8
1.3 随机有限元算法及计算流程 10
1.3.1 数字化虚拟样机技术 10
1.3.2 随机有限元算法及其应用 12
1.3.3 接触问题有限元算法 12
第2章 齿轮传动温度场有限元计算 18
2.1 齿轮啮合传动热分析微分方程与边界条件 18
2.1.1 齿轮传动热场计算微分方程 18
2.1.2 齿轮传动热边界条件 19
2.2 齿轮传动中摩擦热流量及对流换热系数理论计算 19
2.2.1 齿轮传动啮合面滑动速度计算 19
2.2.2 齿轮传动啮合面摩擦热流量计算 21
2.2.3 齿轮传动对流换热系数确定 25
2.3 直齿圆柱齿轮稳态温度场有限元计算 26
2.3.1 ANSYS热力学计算理论基础 26
2.3.2 ANSYS参数化设计概论 33
2.3.3 基于APDL的齿轮参数化建模 43
2.3.4 齿轮本体温度场有限元计算 61
2.3.5 齿轮啮合传动温度场有限元计算 72
第3章 渐开线直齿轮啮合传动接触应力与可靠性灵敏度计算 76
3.1 基于参数化设计的齿轮啮合接触有限元计算 76
3.1.1 齿轮啮合接触有限元模型的建立 76
3.1.2 齿轮啮合传动接触对的建立 79
3.1.3 齿轮啮合传动接触应力有限元计算 81
3.2 基于Monte-Carlo齿轮啮合传动应力可靠性灵敏度计算 91
3.2.1 Monte-Carlo法及ANSYS/PDF概率分析 91
3.2.2 齿轮啮合传动接触可靠性灵敏度分析 95
第4章 齿轮传动热-弹耦合疲劳寿命分析与系统可靠度计算 111
4.1 齿轮传动热-弹耦合计算 111
4.1.1 齿轮传动热-弹耦合有限元计算方法及流程 111
4.1.2 齿轮传动热-弹耦合有限元模型的建立 112
4.1.3 齿轮传动热-弹耦合接触应力有限元分析 119
4.2 齿轮传动热-弹耦合疲劳分析 131
4.2.1 疲劳概述 131
4.2.2 基于热-弹耦合的齿轮传动疲劳分析 132
4.3 齿轮传动热-弹耦合可靠性分析 138
4.3.1 系统可靠性概述 138
4.3.2 齿轮啮合传动热-弹耦合可靠度计算 139
第5章 齿轮传动系统动态特性可靠性分析 143
5.1 直齿轮传动随机振动可靠性分析 143
5.1.1 直齿轮传动振动模型的建立与求解 143
5.1.2 直齿轮传动振动可靠性分析 179
5.2 斜齿轮传动动态特性可靠性分析 184
5.2.1 斜齿轮弯-扭-轴耦合模型的建立与可靠性计算 184
5.2.2 斜齿轮弯-扭-轴-摆耦合模型的建立与可靠性计算 200
参考文献 231