[发明专利]一种齿轮箱全局等效统计能量分析建模方法

说明书

本发明公开了一种齿轮箱全局等效统计能量分析建模方法，包括以下步骤：步骤1：建立齿轮箱的基准体尺寸模型；步骤2：将齿轮箱的实体模型划分为多个子系统，分别获取各个子系统的模态密度和内损耗因子；步骤3：将子系统分别合并到齿轮箱的基准体尺寸模型的基本等效面上，并计算等效到基本等效面上的各子系统模型的参数；步骤4：基于等效到基本等效面上的各子系统模型的参数，确定每个基本等效面的下限频率；步骤5：基于每个基本等效面的下限频率，计算每个基本等效面的厚度；步骤6：将等效到基本等效面上的各子系统模型的参数和每个基本等效面的厚度植入齿轮箱的基准体尺寸模型，获得六面体等效模型。本发明建模分析速度快且准确，值得推广。

技术领域

本发明属于辐射噪声技术领域，具体涉及一种齿轮箱全局等效统计能量分析建模方法。

背景技术

齿轮箱体噪声的频率分布与齿轮转速有着密切的关系，对于常用的工作转速，齿轮箱体辐射噪声的主要频率成分一般处于低频段，但是，随着齿轮转速的升高，齿轮啮合频率的基频和二倍频等重要频率，会逐渐进入到箱体的高频段区域。对于齿轮箱高频噪声仿真预估而言，统计能量法尤其适用，在统计能量分析中，我们将单板系统定义为一个单子系统结构。目前，国内外在齿轮箱高频振动噪声方面已开展了一些研究，但是研究中还存在一些不足之处，主要体现在以下的几个方面：

(1)齿轮箱结构特性对振动噪声有显著影响，齿轮箱体中包含一些相对较厚且复杂的结构，采用统计能量法建立统计能量分析模型时，这些结构无法在VAone软件中精确建模，同时，现有方法大多直接用长方体代替齿轮箱体，建立的统计能量法分析模型过于简单，未计入其他结构对齿轮箱振动噪声的影响。

(2)齿轮箱体这类结构由于箱壁相对较厚且结构复杂，采用统计能量分析法划分子系统时会划分出大量小尺寸的子系统，这些小尺寸子系统却无法满足模态密度的要求，此时使用统计能量分析法会由于这些不满足条件的子系统带来无法预估的误差。

(3)在齿轮箱的统计能量分析模型的建立过程中，一般都是凭经验进行建模，模型过于简化无法反映结构的真实特性，过于细化则降低了子系统的模态密度，使模型不满足统计能量分析计算的要求，在建模过程中，没有一个统一的建模规则，从而导致不同模型计算出的结果不同。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种齿轮箱全局等效统计能量分析建模方法，以解决现有技术中存在的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种齿轮箱全局等效统计能量分析建模方法，包括以下步骤：

步骤1：建立齿轮箱的基准体尺寸模型；

步骤2：将齿轮箱的实体模型划分为多个子系统，分别获取各个子系统的模态密度和内损耗因子；

步骤3：将子系统分别合并到齿轮箱的基准体尺寸模型的基本等效面上，并计算等效到基本等效面上的各子系统模型的参数；

步骤4：基于等效到基本等效面上的各子系统模型的参数，确定每个基本等效面的下限频率；

步骤5：基于每个基本等效面的下限频率，计算每个基本等效面的厚度；

步骤6：将等效到基本等效面上的各子系统模型的参数和每个基本等效面的厚度植入齿轮箱的基准体尺寸模型，获得六面体等效模型。

优选的，所述步骤1中基于ISO 3744:1994标准建立齿轮箱的基准体尺寸模型，齿轮箱的基准体尺寸模型为包络齿轮箱的最小壳体。

优选的，所述步骤2中将齿轮箱的实体模型划分为多个子系统的划分原则是建立的子系统必须能够清楚地表示出振动能量的输入、存储、损耗和传输的特性。

优选的，所述步骤3中子系统分别合并的原则是将具有相同方向的子系统进行合并。