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机械强度

机械强度 机械强度
  • ISSN:1001-9669
  • CN:41-1134/TH
  • 主管单位：中国机械工业联合会
  • 主办单位：中国机械总院集团郑州机
  •      械研究所有限公司;
  •      中国机械工程学会
  • 出版周期：月刊
  • 电话：0371-67710821
  • 地址：郑州市科学大道149号
  • E-mail：jxqd1975@foxmail.com
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Volume 47 期 6，2025 2025年47卷第6期

  • ·振动·噪声·监测·诊断·

    涂文兵, 胡登亮, 王浩, 刘晨露, 曹正

    DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.06.001
    摘要：当齿轮系统启动或者停止处于非平稳工况时，转速的急剧改变会使其表现出复杂的振动特性，从而对齿轮使用性能和寿命产生重要影响。综合考虑时变啮合刚度、齿侧间隙及齿轮啮合误差的影响，建立直齿轮系统动力学模型，研究了外部载荷和角加速度两个工况参数对其启停过程振动特性的影响。同时，利用短时傅里叶变换对齿轮系统的非平稳振动信号进行了时频分析。结果表明，在启停过程中，增大载荷、增大角加速度均会加剧齿轮副振动与冲击的程度，并且均会使启动前期的不稳定运动进程提前结束，停止后期的不稳定运动进程延后出现，但启动后期（停止前期）的冲击成分却会分别增多和减少；在频域中，增大外部载荷会增强齿轮系统啮合频率的倍频成分能量但对啮合频率的基频能量没有什么影响，而增大角加速度会使啮合频率的基频和倍频成分能量都增强。  
    关键词：齿轮系统;动力学;启停过程;短时傅里叶变换;振动特性   
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    更新时间：2025-06-09

    胥永刚, 张翼飞, 孙国栋, 张坤

    DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.06.002
    摘要：齿轮Circular图是用于与时域同步平均（Time Synchronous Averaging, TSA）相结合的一种结果呈现方法，可以将TSA提取到的齿轮啮合振动波形直观、清晰地展现出来。针对齿轮Circular图绘制参数设置和其缺少量化指标的问题，提出了用于波形边缘识别的Fi指标和基于Hu氏不变矩的Yi指标。首先，使用TSA算法提取出齿轮啮合振动信号，通过计算最小Fi指标确定振动信号波形的上、下边缘；其次，利用上、下边缘参数绘制齿轮Circular图；再次，将齿轮Circular图分割为4个部分，通过计算分割后图片的Hu氏不变矩得到齿轮Circular图的Yi指标；最后，基于从齿轮Circular图中提取出的Yi和Fi指标，使用K最近邻（K-Nearest Neighbor, KNN）分类器对齿轮振动信号进行分类。仿真信号及齿轮断齿、裂纹故障信号的处理结果表明了该方法的有效性。  
    关键词：齿轮箱;齿轮Circular图;特征指标;智能故障诊断   
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    更新时间：2025-06-09

    孙梦, 高丙朋, 程静

    DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.06.003
    摘要：针对滚动轴承发生早期故障时其故障特征微弱，复杂运行环境下的故障特征容易被噪声淹没的问题，提出了基于改进的人工大猩猩部队（Improved Artificial Gorilla Troops Optimizer, IGTO）算法、优化共振稀疏分解（Resonance-based Sparse Signal Decomposition, RSSD）、多参数与稀疏最大谐波噪声比解卷积（Sparse Maximum Harmonics-to-noise-ratio Deconvolution, SMHD）方法相结合的早期故障诊断方法。首先，以低共振分量的平方包络谱相关峭度（Squared Envelope Spectral Correlated Kurtosis, SE-SCK）负值为目标函数，利用IGTO同时优化RSSD的品质因子Q、权重系数λ和拉格朗日乘子μ，实现小波基函数和耗散函数的最优匹配，以获得富含故障信息的最优低共振分量；其次，将其输入SMHD进行滤波处理；最后，进行包络谱分析提取故障特征。算法对比试验表明，IGTO算法寻优性能显著提高；仿真和XJTU-SY轴承全寿命周期故障信号试验结果表明，所提方法更能有效地提取滚动轴承早期微弱故障特征。  
    关键词：改进的人工大猩猩部队算法;共振稀疏分解;平方包络谱相关峭度;稀疏最大谐波噪声比解卷积;早期故障诊断   
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    更新时间：2025-06-09

    张小翠, 莫国胤, 刘富豪, 张建强, 蒋汉军, 张介禄

    DOI：DOI：10.16579/j.issn.1001.9669.2025.06.004
    摘要：在齿轮啮合过程中，驱动速度在评估啮合刚度方面起着重要作用，而许多学者往往忽视了这一点及其伴随而来的离心效应。基于Euler梁理论，提出了一种原始计算算法，通过在速度场中引入离心效应来计算直齿轮的受驱动速度影响的动态啮合刚度。以驱动速度为控制参数，研究了受驱动速度影响的动态啮合刚度，并证明了离心效应与动态啮合刚度之间的非线性关系。结果表明，在离心场的作用下，齿轮的固有频率和动态啮合刚度的波动都随着驱动速度的增加而增加。材料的高弹性模量容易抑制驱动速度对动态啮合刚度的影响，而密度则相反。研究结果为进一步分析齿轮在离心作用下的振动、噪声提供参考。  
    关键词：动态啮合刚度;离心效应;驱动速度;齿轮材料;频率分析   
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    更新时间：2025-06-09
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