[發明專利]一種基于工作振型和模態振型的振動模態識別方法

有效

• 申請號: 202010462221.6
• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111625909B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 常濤;熊永強
• 申請（專利權）人: 南京高速齒輪制造有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 胡彬

本發明涉及振動模態識別技術領域，公開一種基于工作振型和模態振型的振動模態識別方法，包括：獲取產品在預設轉速下運行時的振動峰值和振動峰值對應的第一頻率；建立產品的動力學模型并標定；基于標定后的產品的動力學模型，獲取產品在預設轉速和第一頻率下的工作振型；獲取產品在運行工況預載荷下的模態振型，并從預設頻率范圍內的模態中找出與工作振型相似的N個模態振型；由N個模態振型中篩選出M個主模態振型；分別分析M個主模態振型與工作振型之間的相關性，并根據相關性分析數據篩選出相關性最高的主模態振型，以為齒輪箱提供振動優化的準確依據，同時為齒輪箱的設計提供清晰地加強方向和加強位置。

技術領域

本發明涉及齒輪箱技術領域，尤其涉及一種基于工作振型和模態振型的振動模態識別方法。

背景技術

隨著大兆瓦、輕量化的趨勢以及齒輪箱功率密度的提升，齒輪箱的振動問題也日益凸顯。

在現有技術中，判定齒輪箱振動問題時，動力學仿真手段是其中一個重要方法。動力學仿真手段應用于振動問題診斷，常用多為模態分析。模態分析雖然能夠看出振動問題頻率下的一些模態，但過于主觀，很難準確地為齒輪箱提供振動優化的依據，不能清晰地指出齒輪箱設計的加強方向和加強位置。

因此，亟需一種基于工作振型和模態振型的振動模態識別方法以解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于工作振型和模態振型的振動模態識別方法，既能夠高效地找出相關性最高的主模態振型，又能保證結果的準確性，為齒輪箱提供振動優化的準確依據，同時為齒輪箱的設計提供清晰地加強方向和加強位置。

為達上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于工作振型和模態振型的振動模態識別方法，包括：

S1.獲取產品在預設轉速下運行時的振動峰值和所述振動峰值對應的第一頻率；

S2.建立所述產品的動力學模型并標定；

S3.基于標定后的所述產品的動力學模型，獲取所述產品在所述預設轉速和所述第一頻率下的工作振型；

S4.基于標定后的所述產品的動力學模型，獲取所述產品在運行工況預載荷下的模態振型，并從預設頻率范圍內的模態中找出與所述工作振型相似的N個模態振型，其中，預設頻率范圍的兩個端點值分別等于第一頻率±帶寬頻率；

S5.由N個所述模態振型中篩選出M個主模態振型；

S6.分別分析M個所述主模態振型與所述工作振型之間的相關性，并根據相關性分析數據篩選出相關性最高的主模態振型。

進一步地，步驟S6包括：

S61.根據步驟S3中獲得的工作振型按照所述產品變形端的輪廓找出a個大變形量的輪廓點和b個小變形量的輪廓點，并將a個大變形量的輪廓點和b個小變形量的輪廓點連線，以獲得能夠表征所述產品的變形位置和輪廓的線框模型；

S62.由步驟S3中獲得工作振型中提取出a個大變形量的輪廓點和b個小變形量的輪廓點所對應的振型數據，并將所述振型數據賦值到所述線框模型中，以獲得線框工作振型；

S63.由步驟S5中獲得M個主模態振型中提取出a個大變形量的輪廓點和b個小變形量的輪廓點所對應的振型數據，并將所述振型數據賦值到所述線框模型中，以獲得M個線框模態振型；

S64.分別計算M個所述線框模態振型與所述線框工作振型之間的相關性，并將相關性最高的所述線框模態振型作為所述產品的主模態振型。

進一步地，在步驟S63中，相關性計算采用的準則為模態置信準則。

進一步地，在步驟S1中，利用振動測量儀測量產品在預設轉速下運行時的振動值，并由所述振動值中找出振動峰值。