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IJMSD | 武汉大学孙韵韵考虑齿面微观表面分形特征的正齿轮副动力学响应

已有 1166 次阅读 2023-8-13 21:28 |个人分类:IJMSD|系统分类:论文交流

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图文导读

通用齿轮动力学模型中常将齿轮副简化为两个弹性体接触。齿隙和啮合刚度是齿轮啮合过程中的主要非线性动力学参数，对其进行精确建模是分析齿轮动态响应的关键。齿轮副啮合界面在微观上具有粗糙形貌，这会影响齿轮的力学及动力学行为。因此，进行齿轮动力学研究时，为了获得更精确的研究结果需考虑齿轮啮合界面表面形貌的影响。

武汉大学余欣博士，孙韵韵副研究员，美国电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE) Fellow、美国机械工程师协会(American Society of Mechanical Engineers, ASME) Fellow、武汉大学刘胜教授和武汉大学巫世晶教授共同在《国际机械系统动力学学报(英文)》(International Journal of Mechanical System Dynamics, IJMSD) 发表题名为“考虑齿面微观表面分形特征的直齿圆柱齿轮副动力学响应”的研究论文，探究啮合面微观形貌对齿轮动态特性的影响机理。该文首先基于粗糙峰的高度，修正了齿侧间隙的表达式，同时引入了分形参数以表征粗糙形貌；然后结合单个粗糙峰的变形判定方法，通过分形理论推导了啮合面整体接触刚度，建立了包含微观形貌特征的时变啮合刚度和啮合阻尼系数模型。最后，综合齿侧间隙、时变啮合刚度和阻尼系数，建立了直齿轮副的平移扭转耦合动力学模型，对比分析了不同微观形貌下的齿轮副系统的动态响应特征。研究结果表明，啮合界面的微观形貌是影响齿轮副振动特性的重要因素。

Keywords:

dynamic response; fractal theory; gear pair; surface topography

DOI: 10.1002/msd2.12004

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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/msd2.12004

Cite this article:

Yu X, Sun Y, Liu S, Wu S. Fractal - based dynamic response of a pair of spur gears considering microscopic surface morphology. Int J Mech Syst Dyn. 2021;1(2):194‐206.

作者简介

余欣 武汉大学动力与机械学院博士研究生，主要研究方向为界面接触力学和机械动力学。

孙韵韵武汉大学动力与机械学院副研究员、ASME member，主要研究方向为机械结构接触动力学，在领域内权威期刊发表论文十余篇。主持国家自然科学基金青年项目、机械系统与振动国家重点实验室开放课题、中央高校基本科研业务费项目、机械结构力学及控制国家重点实验室开放课题等项目。担任Mechanism and Machine Theory、Tribology International 等期刊审稿人。

刘胜武汉大学工业科学研究院教授，IEEE Fellow、ASME Fellow、Science Bulletin（科学通报）工程科学副主编、Microsystems & Nanoengineering（《微系统与纳米工程》）副主编、IEEE Transactions on Components Packaging and Manufacturing Technology（《IEEE 电子封装和制造》）副主编。主要研究方向：工艺力学在微电子、光电子、LED、MEMS、电力电子等领域应用，宽禁带半导体生长在线实时监测科学装置，增材制造集成在线监测科学装置，MEMS/NEMS, LED, 系统封装与集成，可靠性等。刘胜教授是电子封装科学与技术领域杰出专家。他长期从事集成电路、LED 和微传感器封装及可靠性理论和前沿技术研究，取得了系统的原创性研究成果。发表SCI论文350余篇，SCI论文他引7500余次，合作出版专著6部（英文4部），授权发明专利176项，被 30 多个国家的著名学者（包括 70 余名国际学会会士和 10 余名中国和美国院士）广泛引用。以第一完成人获国家技术发明奖二等奖、教育部技术发明奖一等奖、2020年国家科学技术进步一等奖等多项国内外奖项。

巫世晶.jpg 巫世晶 武汉大学动力与机械学院教授，主要研究方向为机电传动与控制、先进制造技术及新能源装备设计制造。先后主持国家自然科学基金项目、国家重大技术装备研制项目、工信部智能制造重点专项项目等，完成大型企业合作攻关项目40余项。获得省部级科技进步奖4项。发表学术文章两百余篇，出版著作5部，授权发明专利40多项。现任水射流理论与技术湖北省重点实验室主任。

期刊简介

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IJMSD由来自12个国家的15位院士、14位国际学会主席、13位其他国际期刊主编等53位科学家和国际出版巨头美国Wiley出版社合作创立。主编为南京理工大学芮筱亭院士，3位合作主编分别是加拿大皇家学会会士、加拿大工程院院士、欧洲科学院院士、加拿大麦吉尔大学Marco Amabili院士，国际理论与应用力学联盟IUTAM)前司库、国际多体系统动力学协会(IMSD)前主席、德国斯图加特大学Peter Eberhard教授和美国工程院及科学院两院院士、英国皇家学会外籍院士、欧洲科学院外籍院士、中国科学院外籍院士、美国工程科学协会前主席、美国西北大学Yonggang Huang院士。

IJMSD旨在用机械系统动力学科学与技术为现代装备设计、制造、试验、评估和使用全生命周期性能的提升提供先进的理论、软件、方法、器件、标准，为全球科学家和工程专家提供广泛的机械系统动力学国际交流平台。IJMSD强调从“系统”视角及系统级工具理解动力学，所涉及的机械系统不仅包括各种不同尺度的机械系统和结构，还包括具有多物理场/多学科特征的综合机械系统。

目前，IJMSD 已被ESCl, Scopus, Inspec, DOAJ等收录。2023年免收出版费，并为已录用稿件免费提供专业语言润色服务，欢迎全球科学家投稿交流。

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