调整进入状态

汽车行业正在迅速发展,随着人工智能和机器人技术的进步增加它的功能比以往任何时候都要快。然而,即使是最先进的内燃机工作只有一样漂亮的同步工作的一系列复杂的组件。

变速器是汽车的重要部件之一,动力传动系统中齿轮损伤导致振动阻碍车辆的整体功能。需要从振动检测和描述损伤,造成齿轮妥协,从传输——衡量任务由克里斯托弗·厄尔博士机械工程助理教授。

尽管有许多应用程序对于这个调查,厄尔博士最近的研究集中在平行轴直齿圆柱齿轮齿根裂纹损伤。在正常操作期间,总传播力是均匀分布的多个齿轮的牙齿之间的联系;当设备损坏时,负荷的分布改变,少了牙齿上的负载,使健康的牙齿接触携带更多的负载进行补偿。

“当牙部队突然变化,动态激活gears,造成额外的瞬态振动,进一步影响动态牙齿载荷。动力传动系统中齿轮的牙齿损伤影响的噪音,振动和耐用性。如果损害可以可靠地确定,它可以从维护节省成本,允许组件设计较不严格的设计规则,提高车辆的使用,”厄尔博士解释道。

因此,牙齿检查的动态负荷引起的损伤可以给相当多的洞察的进化损伤在一个特定的牙齿,它的传播到邻近的健康的牙齿,和由此产生的振动的特点。

提供一个精确的非线性静态和动态响应的分析在齿轮对齿根裂纹损伤,厄尔博士和Yaosen Wang机械工程研究生,利用有限元(FE /厘米)/接触力学模型,通常用于解决复杂的科学和工程所带来的偏微分方程。具体来说,他们的FE / CM模式捕获的弹性变形齿轮的牙齿,牙齿和rim变形,振动和局部合规增加由于牙齿损害。

因此,研究人员能够测量接触压力分布和由此产生的弹性变形量。的研究表明,齿根裂纹长度大于75%的齿厚可能导致创建非线性接触损失足够大的震动。

“在低速,接触损失发生在受损的牙订婚了。在更高的速度,牙齿接触损失发生后几网周期受损牙退出网,”厄尔博士补充道。

在平行轴直齿圆柱齿轮齿根裂纹损伤只是厄尔博士的研究的一个方面。与博士学位学生亚斯Gupta Thunuguntla,科学家目前正在开发的建模方法和描述动力学为另一种类型的齿轮损坏,凹陷,即。,齿面失败。

“此外,我们想要利用我们所学到的东西将这些知识应用于行星齿轮,常用的旋翼飞机和汽车变速器。行星齿轮与齿轮对,有多个齿轮网格相互作用的同时,更多的振动机构和额外的振动模式具有独特的结构,”厄尔博士说。

收到321479美元的新的研究中,从国防部授予奖项,是一个为期三年的项目旨在创建一个新的预测分析框架对非线性动力学在行星齿轮齿根裂纹和表面坑损伤。

”博士。厄尔在损害齿轮动力学的工作时帮助研究人员识别齿轮齿失败,以确定故障的严重程度,这是特别重要的安全直升机,”Brian Sangeorzan说,博士,教授和机械工程部门的主席。“此外,这个项目提供了令人兴奋的研究机会,我们的学生学习使用最先进的软件和与陆军研究实验室的研究人员。”

该项目将开发一个非线性齿齿轮啮合刚度模型,将这些类型的损害;创建动态分析预测模型的行星齿轮损坏;在行星齿轮损害动态响应特征,测量实际损害振动从旋翼机传输。

了解更多关于厄尔博士的工作。