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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开一种轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法及系统，包括：获取弧齿锥齿轮的单位载荷矩阵；基于弧齿锥齿轮有限元模型和单位载荷矩阵确定弧齿锥齿轮的齿面啮合刚度；基于CFD方法和VOF两相流模型确定轻度失油状态下弧齿锥齿轮的齿面油气体积分数及阻力矩；基于齿面油气体积分数对轻度失油状态下的弧齿锥齿轮的齿面润滑状态进行划分，并将划分后的齿面润滑状态分别进行齿面摩擦系数计算；基于轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型，得到轻度失油状态下的主动轮振动位移和轴心轨迹。本发明能够确定直升机中间减速器在轻度失油状态下的动力学特性，为直升机传动系统的干运转预测提供理论及技术支持。

主权项：1.一种轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法，其特征在于，包括：获取弧齿锥齿轮的单位载荷矩阵；基于弧齿锥齿轮的有限元模型和所述单位载荷矩阵，确定所述弧齿锥齿轮的齿面啮合刚度；基于CFD方法和VOF两相流模型，确定轻度失油状态下弧齿锥齿轮的齿面油气体积分数及阻力矩；基于所述齿面油气体积分数，对轻度失油状态下的弧齿锥齿轮的齿面润滑状态进行划分，并将划分后的齿面润滑状态分别进行齿面摩擦系数计算；其中，所述齿面摩擦系数包括第一齿面摩擦系数和第二齿面摩擦系数，具体包括：将所述齿面油气体积分数大于等于设定阈值的区域划分为全膜润滑区域；将所述齿面油气体积分数小于设定阈值的区域划分为边界润滑区域；对所述全膜润滑区域进行第一齿面摩擦系数计算；对所述边界润滑区域进行第二齿面摩擦系数计算；所述第一齿面摩擦系数采用基于弹流润滑理论模型进行计算，所述第一齿面摩擦系数的计算公式为： 其中，μ为第一齿面摩擦系数，Ph为最大赫兹应力，Gpa；SR为滑滚比；v0为滑油动力粘度，cps；S为粗糙度均方根，μm；Ve为卷吸速度，ms；R为综合曲率半径，m；b1，b2，…，b9为回归系数；所述第二齿面摩擦系数的计算公式为： 其中，μB为第二齿面摩擦系数，σavg＝σ12+σ220.5为粗糙度均方根，σ12、σ22为齿面粗糙度；T为转矩；η为滑油动力粘度；vs为相对滑动速度；Ve为卷吸速度，ms；B为齿宽；r为节圆半径；α为压力角；基于所述齿面啮合刚度、所述阻力矩、所述齿面摩擦系数和轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型，得到轻度失油状态下的主动轮振动位移和轴心轨迹；其中，所述轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型根据集中质量法和有限元节点模型确定；其中，所述轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型的确定过程为：构建中间减速器的有限元节点模型；基于所述中间减速器的有限元节点模型，得到每个轴段单元的广义位移向量、刚度矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵；构建传动系统动力学建模方程；基于传动系统动力学方程和集中质量法，得到弧齿锥齿轮的动态啮合力、啮合阻尼；基于所述传动系统动力学建模方程、所述弧齿锥齿轮的动态啮合力和啮合阻尼、以及每个所述轴段单元的广义位移向量、刚度矩阵、阻尼矩阵和质量矩阵，得到系统整体的质量矩阵、整体阻尼矩阵、刚度矩阵和作用力矩阵；基于所述系统整体的质量矩阵、整体阻尼矩阵、刚度矩阵和作用力矩阵，构建轻度失油状态下中间减速器啮合单元的摩擦动力学模型。

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百度查询： 南京航空航天大学 轻度失油状态下直升机中减摩擦动力学确定方法及系统