登高车齿轮箱箱体跨尺度研究方法???     中山大涌镇登高车出租,   登高车出租,   中山登高车出租      登高车齿轮箱箱体为齿轮箱系统的保护装置，也是润滑油的承载装置，齿轮箱抱轴悬挂在转向架上，因此箱体在拆卸后无法加载原有载荷，箱体自身也就无法进行可靠性试验与型式试验。箱体结构复杂，可以通过有限元仿真来对其进行静强度分析、模态分析和疲劳损伤分析，但是由于材料分散性的存在，不同箱体间存在可容许的差异，因此对于箱体个体的剩余寿命需要对仿真结果进行修正；从另一角度来看，箱体受到的外作用相对简单，外作用只有外力载荷作用，因此可以从微观材料性能来研究箱体的剩余寿命，但是箱体外型及结构复杂，从材料到结构不能进行简单的外推，箱体材料的研究不能直接用来表征箱体结构，需要将材料尺度与结构尺度进行综合来开展箱体的寿命预测研究，也就是跨尺度关联与决策研究。这里所说的尺度是材料领域的一个概念，也可以扩展到更大的系统。简单的说，跨尺度是指研究对象的不同方向的线度差别有着数量级上的不同，研究对象在不同尺度下表现出的特性为尺度效应。跨尺度研究就是对不同尺寸效应下材料属性的研究及各尺度间关联的研究。根据时间和空间尺度，材料设计从微观到宏观依次关联量子力学、分子动力学、缺陷动力学、微观结构动力学和连续介质力学等理论。

      从材料角度，可以从“微观——宏观”进行跨尺度的划分，将这种概念外推，从系统工程的角度，也可以将复杂系统从“材料——结构——零件——系统——”多层级划分，开展相关研究。将跨尺度概念引入复杂结构、系统的研究，正逐步成为研究热点。自２０世纪８０年代以来，国内外在己有材料实验的基础上，就工程结构材料的性能与失效问题开展了积极的研究工作，结果表明：１）结构或零件的服役性能很大程度上依赖于其基础构成材料；２）相同材料，不同结构，表现出的力学、机械性能不同；３）基础材料的服役性能实验结果不能放大应用于结构或零件；４）多种单一环境下实验结果的简单叠加不能替代系统总体在多种环境因素耦合作用下的性能数据；５）短时间实验结果的线性外推不能保证对系统长期服役安全性预测的准确性。这些现象表明，同领域、不同时期可能提出不同的多尺度问题，这种多样性表现为不同尺度上存在多个不同的物理机制，它们都对系统的行为起重要的作用。复杂系统构成单元众多，在运行后，单元间数据匮乏与数据冗余同时存在，因此，将复杂结构或系统进行跨尺度研究，能够弥补单一层级或尺度上数据匮乏问题，对于同一部件进行不同尺度间跨尺度的研究，能够有效进行性能与失效分析。

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      针对登高车齿轮箱箱体，本研究中的跨尺度研究结合了材料领域和系统工程的思想，对箱体进行从“材料——结构”的跨尺度划分，分为材料尺度和结构尺度，这两个尺度间存在着相互关系，结构特性依赖于材料但又不完全等同于材料，材料性能受到结构不同位置外在作用的影响但又遵循材料本身的力学特性，两个尺度既相互独立又相互影响，可以通过跨尺度决策方法充分利用材料尺度与结构尺度的信息对箱体进行综合的寿命预测研究。跨尺度研究的方法较多，可以从不同的角度进行分类。从尺度连接上，可以分为两类，一是用来连接纳／微观与连续介质方法，如区域连接方法、准连续体方法等；二是连接介观与宏观的，可称为连续介质中的多尺度方法，如渐进分析理论、多重网格法、有限元法等。以建模策略为依据，可以将跨尺度方法分为两类＾，一类是信息传递多尺度方法，比较典型的主要有Ｆｌｓｈ、Ｔｅｒａｄａ、Ｔａｍｍ等；另一类则是一致多尺度方法，比较典型的主要有Ｇｈｏｓｈ［ｍ］、Ｕｎｇｅｒ、Ｎｇｕｙｅｎ等。跨尺度研究方法在材料领域得到了广泛的应用。有研究表明，疲劳破坏过程其实是从微观到宏观的跨尺度行为。利用有限元方法模拟了疲劳裂纹扩展从微观到宏观的跨尺度行为；采用有限元方法针对某工程材料叠层结构在服役过程中的失效行为进行了预测，并在宏观尺度和微观尺度两个层面加以对比分析；利用多尺度分析方法研究了材料不确定性在随机场中的传播，并将产品设计分为材料尺度模型和产品尺度模型；以跨接的尺度范围为依据对材料领域的多尺度方法进行了分类处理，运用跨尺度的理念开展图像处理领域的研究；提出了基于改进融合规则的跨尺度塔式融合算法和基于改进融合规则的跨尺度小波变换算法；进行了空间图像跨尺度特征提取、跨尺度运动图像目标检测、跨尺度空间运动图像目标追踪等关键技术的研究。将跨尺度的概念引入复杂系统的研究中，已经逐步成为研究热点，开展了具有多尺度、多层级特点的复杂系统的跨尺度融合研究工作。利用协同进化理论，提出层级ＣＡＳ演化的数学模型和层级框架；从材料设计角度将材料从宏观到微观划分为不同层次，分析了构件材料结构与性质关系、以及各层次理论的跨尺度关联问题；提出了一种新的基于物理失效模式的复合材料跨尺度失效准则，并计算了宏观应力到细观应力的机械应力放大系数和热应力放大系数；提出了针对大型桥梁结构多尺度模型的多因素、多目标同步模型修正技术，同时交叉验证了修正后模型对该级修正目标和其它模拟目标的复现与预测能力。数值模拟也叫计算机模拟，结合有限元或有限容积的概念，将一个连续的求解域分割成有限个单元，是连接材料与结构的跨尺度融合的一种有效分析方法。在有限元分析方法研究中，国内外的专家学者己经开展了大量的应用与实践工作，并取得了一定的成果。提出了－个有限元算法来模拟一个不透水的弹性介质中平面应变和裂缝，并跟踪裂纹尖端和流体前端的演化；提出了一种结合时空有限元分析与分子动力学的模拟动态断裂问题的多尺度方法，自适应地跟踪多尺度集中承载区域的裂纹演化；采用数值模拟方法建立动态脆性断裂模型，能够对高速碰撞和穿孔行行很好的模拟；建立了大型数控落地镗铣床主轴箱的三维模型，并进行了主轴箱的静态刚强度分析，计算了主轴箱的应力和变形情况；通过建立滚子轴承的多体动力接触有限元模型，研究塑性变形对轴承内部应力计算产生的影响；使用单元删除、单元分裂以及单元分离技术处理出现裂纹后的工作网格，对齿圈压板精密冲裁、切削加工等复杂工艺进行了有限元模拟研究。可见，跨尺度研究涉及领域广泛，己经从材料、系统工程、模拟仿真等多个角度开展了研究工作，相关研究思想与方法均可以在登高车齿轮箱箱体的材料尺度与结构尺度的跨尺度关联与决策研究中借鉴应用。本研究中，将对登高车齿轮箱箱体进行从“材料——结构”的跨尺度划分，针对箱体的运行特点，与试验局限性问题，在结构尺度采用数值模拟方法进行寿命评估，并将材料尺度的基于性能退化的寿命预测结果与结构尺度的数值模拟结果进行跨尺度的关联与决策，最终实现登高车齿轮箱箱体的寿命预测研究。

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