Page 80 - 《橡塑智造与节能环保》2024年4期

技术文摘

时变啮合刚度，对比了有无阻尼环的齿轮系统的振动 考虑材料硬度与缩径量的载运工具
响应；然后，搭建了专门的齿轮传动系统测试设备， 橡胶衬套各向刚度优化设计
测试了不同转速下钢齿轮和柔性齿轮的加速度和噪声
峰值；最后，设计了激光位移试验台，对比分析了不 摘要：【目的】通过对橡胶衬套各向刚度的优
同转速下齿轮的微抖动，对柔性齿轮的减振效果进行 化设计以指导产品设计，以期大幅缩短橡胶衬套的研
了测试，并验证了理论模型的正确性。研究结果表 发周期。橡胶衬套作为新能源汽车、特种车辆、动车
明：当转速为1 000 r/min时，钢齿轮和柔性齿轮的最 组等载运工具的重要连接件，对整车操纵稳定性起着
大加速度信号分别为35.58 m/s2和20.37 m/s2；当齿轮 至关重要的作用。【方法】为了避免工程实践中反复
转速为4 000 r/min时，柔性齿轮的阻尼效果最佳，加 调试的繁琐工作，提出了一种考虑材料硬度与缩径量
速度峰值降低了45.23%，噪声峰值降低了39.06%；钢 的橡胶衬套各向刚度（径向刚度、轴向刚度、偏摆刚
齿轮的微抖动幅值明显高于柔性齿轮，两者的变化趋 度和扭转刚度）优化设计方法。首先，采用Ogden模
势相似。柔性齿轮能有效抑制轮齿微抖动振幅曲线的 型作为橡胶衬套的本构模型，通过试验设计与有限元
不平滑、毛刺现象，从而增强了三缸...更多 分析相结合的方法，计算不同内芯外径、橡胶高度、
关键词：多自由度系统齿轮传动系统;轮系刚柔耦 缩径量和材料硬度下衬套各向刚度；然后，建立各向
合模型;石川公式;橡胶圈;动力学分析;阻尼环;柔性齿轮 刚度的二阶响应面模型，利用拉丁超立方抽样和方差
减振效果 分析，检验响应面模型精度；最后，根据遗传算法，
基金资助：江苏省（扬州大学）研究生科研与实 建立含各向刚度为设计变量的多目标优化模型，并对
践创新计划项目（KYCX22＿3476） 优化结果进行试验验证。【结果】研究表明：径向刚
《机电工程》，网络首发2024-04-01 度、轴向刚度、偏摆刚度和扭转刚度的试验结果与
目标值的相对误差分别为7.72%、9.06%、-6.33%和

光纤FPI次声传感器橡胶金属复合薄 9.16%，均在±10%以内，满足工程应用的要求。【结
膜设计 论】试验结果验证了所建立的各向刚度二阶响应面模
型的有效性，以及所提出优化设计方法的可行性，为
摘要：声压敏感薄膜对光纤FPI次声传感器灵敏 橡胶衬套产品设计提供指导，可极大地缩短橡胶衬套
度、抗电磁干扰、远距离衰减程度等性能有着重要影 的研发周期。
响。基于国内外研究现状，针对光纤FPI次声传感系 关键词：橡胶衬套;响应面方法;遗传算法;多目标
统，设计了一种用于低频次声探测的新型复合薄膜， 优化
并利用ANSYS软件对其在均匀受压下的静态响应和在 基金资助：博士后科学基金项目
次声频段的动态响应进行了研究。研究表明：复合材 （2022M711352）； 江西省自然科学基金资助项
薄膜在低频次声波段具有非常高的应变灵敏度（nm/ 目（20232BAB214047）； 江西省教育厅科技项目
Pa数量级）；在同等压强载荷下，对形变量影响最大 （GJJ210630）； 国家自然科学基金（51806066)
的是橡胶膜厚度，金属薄膜厚度、金属薄膜材料、金 《华东交通大学学报》，网络首发2024-03-28
属薄膜直径对薄膜形变量影响较小，橡胶膜厚度大于4
μm时线性度较好；复合薄膜在低频次声波段具有高的
应变灵敏度和平坦的频响曲线。研究结果可为光纤FPI
次声传感器性能优化提供参考。
关键词：次声探测;光纤传感器;法布里-珀罗干涉
仪;复合薄膜
基金资助：国家自然科学基金项目(11504338)“可
探测地震前兆次声波的光纤声传感装置的研究”
《机械设计与制造》，网络首发2024-03-28

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