非线性齿轮-轴承系统与动力传动系统动力学

齿轮振动和噪声是影响中国制造业经济的主要因素，尤其是在车辆、风力发电机、直升机和重工业。我在这些工业领域有长期的研究经验，并与中国该领域人员建立了良好的合作关系。汽车传动系统的振动在主导中国市场的小型发动机中是一个很严重的问题。本项目结合解析、计算和实验方法以解决这些问题。本项目主题有：a)齿轮-轴承-外壳系统的振动；b)完整三维传动系统的高级有限元/接触力学方法的开发；c)包括液力变矩器、减振器和齿轮扰动的传动系统的振动。基于我在工业应用方面对振动研究所建立的完善记录和良好信誉，本项目将旨在：a)改进中国公司现有的建模、分析和计算机仿真工具；b)理解存在于严重影响中国经济发展的工业中的齿轮-轴承-外壳系统和传动系统的振动问题；c)与中国工业界合作以使他们获益于研究成果；d)与海外研究领军人物合作帮助建立中国的国际研究声誉；e)在主流英文期刊中发表研究成果；f)培养研究生成为未来科研领袖。

课题组对于项目计划的实施进行的非常成功，达成了以下几个目标：.1. 学术研究上的巨大进步.2. 非常高产的学术论文.3. 获得了重要的国际研究奖项，受邀多次特邀报告.4. 与美国和欧洲学者的长期合作，包括吸引美国的研究学者到上海交通大学进行长期访问交流.5. 与企业界的积极合作，以此为项目组吸引了额外的经费支持.6. 培养了多名上海交通大学的硕士、博士研究生，包括提供海外留学的机会..主要的学术成果如下：.1. 齿轮-轴承系统的非线性动力学分析：对齿轮对、多级齿轮、行星齿轮系统进行了大量的理论、数值、实验分析，研究了齿轮失触、齿面修正、啮合刚度引起的非线性问题，对这些系统的振动特性和动力学响应进行了大量研究。对齿轮-轴承-箱体完整建模，能够对系统振动-噪声的完整传播路径给出定量分析。其中，开发了精确计算轴承刚度的模型和计算方法，具有很高的应用价值。.2. 高速、轻质齿轮的振动研究：对高转速下的齿轮对、行星齿轮进行了分析，包括了陀螺效应。对这类齿轮的振动特性，响应给出了解析解和数值验证。.3. 离心摆式减振器：由应用于汽车传动系统的离心摆式减振器为起点，对其进行了大量的研究，总结出了可应用于更广泛振动系统的一般规律，提高了计算效率。.4. 液力变矩器：对汽车自动变速箱的液力变矩器进行了理论和实验分析，对其瞬态响应进行了研究，区别于文献中对于其响应一直为稳态的假定。.研究成果以论文的形式发表在国际顶级学术刊物，其中包括29篇顶级期刊论文，投稿3篇期刊论文，29篇国际会议论文和学术报告，3次特邀报告。