改进能量法与有限元法结合的故障齿轮啮合刚度计算

"故障齿轮啮合刚度综合计算方法 (2013年)，由崔玲丽、张飞斌、康晨晖、膏永刚、高立新等人发表于《北京工业大学学报》2013年3月刊，探讨了如何有效地计算含有故障齿轮的时变啮合刚度。该研究提出了一种改进的能量法，结合了能量法和有限元法的优势，用于快速且精确地计算齿轮系统的动态特性。" 齿轮啮合刚度是衡量齿轮在啮合过程中抵抗变形能力的一个重要参数，对于齿轮传动系统的振动分析和动力学行为预测至关重要。在正常情况下，齿轮的啮合刚度可以采用传统的能量法进行计算，但当齿轮出现故障时，如裂纹、磨损或断裂等，这种计算方法的准确性会受到影响。 针对故障齿轮，该研究提出了一个创新的计算策略。首先，利用改进的能量法快速评估无故障部分的齿轮啮合刚度，这种方法简化了计算过程，提高了效率。接着，对于故障部位，研究者则采用了有限元法(FEM)进行精细模拟，以获得更精确的故障区域啮合刚度数据。有限元法是一种强大的数值分析工具，能够处理复杂的几何形状和非线性问题，因此在计算局部故障影响方面具有显著优势。 通过对比分析，作者们展示了所提方法相对于传统能量法和有限元法的优越性。仿真结果证实，该综合计算方法能迅速且准确地模拟出故障齿轮的时变啮合刚度，这对于理解和预测齿轮系统在故障状态下的振动响应非常有价值。这不仅有助于故障诊断，也有助于优化设计和预防性维护。 该论文的关键词包括：故障齿轮、啮合刚度、有限元法和能量法，分类号为TH17，文献标志码为A，文章编号与期刊详细信息相关。这些标签和信息表明，该研究属于工程技术领域，特别关注机械工程中的齿轮系统分析，对于从事相关领域的研究人员和工程师具有重要的参考价值。