直升机主减速器系统耦合动力学模型

 论文发表期刊

      近日，针对传统直升机主减速器健康监测研究中系统级耦合效应揭示不足、复杂工况下故障传导机制不明的问题，我校协同创新中心胡蛟博士团队联合国防科技大学装备状态感知与敏捷保障全国重点实验室研究人员，创新性提出了一种直升机主减速器多部件耦合损伤动力学建模方法，通过动态建模仿真与实验验证的方式，揭示了典型齿轮故障对系统及各部件振动特性的影响机制。
      该研究团队提出了一种基于“切片法”的锥齿轮啮合刚度快速计算方法，突破了传统势能法仅适用于圆柱齿轮的局限性；建立了包含锥齿轮系、行星轮系及连接轴的26自由度耦合动力学模型，系统分析了部件耦合对固有频率、振动模态及故障特征传递规律的影响。
      同时，该团队还发现，连接轴的刚度变化会显著改变系统固有频率，并在一定条件下引发“模态跃迁”现象；太阳轮裂纹导致的啮合刚度异常会通过耦合效应传递至主减速器其他部件，形成特定调制边频带，为故障特征频率提取提供了新思路。
      该成果为直升机健康监测系统的算法开发，尤其是基于数据驱动的人工智能算法提供了理论依据和数据支持，有助于进一步提高传动系统诊断模型泛化能力和鲁棒性，对提升直升机飞行安全、降低维护成本具有重要意义，并为汽车、航海、风电等领域复杂传动系统多部件耦合的故障诊断研究提供理论借鉴。
      据悉，相关研究成果以“Dynamic modeling and characteristic analysis of a helicopter main reducer for tooth crack diagnosis”为题发表于机械工程领域权威期刊《Measurement》（JCR1区，IF：5.2），湖南汽车工程职业大学为论文第一完成单位，胡蛟博士为第一作者，国防科技大学杨翼助理研究员为通讯作者。该研究得到湖南省自然科学基金项目支持。

（一审：周扬莉  二审：彭新华  三审：蔡丽平）