專家信息:
趙亞平,男,1975年12月生,北京人,博士,東北大學機械工程與自動化學院教授,機械可靠性與動力研究中心教授,博士生導師,教育部新世紀優(yōu)秀人才。
教育及工作經(jīng)歷:
1994/9-1998/6,河北科技大學,機械科學與工程學院,機械制造工藝及設備專業(yè),本科生。
2000/9-2002/6,中國農(nóng)業(yè)大學,工學院機械設計制造系,碩士研究生。
2002/9-2005/6,中國農(nóng)業(yè)大學,工學院機電系,博士研究生。
2008/9-2009/1,北京外國語大學,培訓學院,教育部出國留學人員培訓部,英語高級班結(jié)業(yè)。
2005/7-2012/8,武漢科技大學,機械工程自動化學院,講師,副教授、碩導(2007),教授。
2009/4-2009/9,英國Nottingham Trent University,research fellow(國家自然科學基金資助:50810105045)。
2010/4-2011/4,美國Northwestern University,公派訪問學者。
2012/9-, 東北大學,機械工程與自動化學院,教授,博士生導師。
學術(shù)兼職及社會任職:
1. 中國機械工程學會會員。
2. ASME member。
3. 中國力學學會高級會員。
4. 國際期刊審稿人:Mechanism and Machine Theory,International Journal of Electrical Power and Energy Systems,Applied Mathematical Modelling, ASME Journal of Mechanical Design,Tribology Transactions,Journal of Engineering Design, Key Engineering Materials;
5. 國內(nèi)期刊審稿人:《哈爾濱工程大學學報》,《工程設計學報》,《中南大學學報》,《航空動力學報》,《振動工程學報》,《華中科技大學學報》,《吉林大學學報》,《應用數(shù)學與力學》。
6. 中文國際期刊《機械工程與技術(shù)》(ISSN Print: 2167-6631)編委。
7. 國家自然科學基金項目同行函評專家(2009-)。
8. 中央高校基本科研業(yè)務費項目同行函評專家(2013-)。
主講課程:
資料更新中……
培養(yǎng)研究生情況:
資料更新中……
研究方向:
1. 齒輪嚙合理論
2. 新型齒輪傳動的研發(fā)
3. 振動力學
4. 隨機振動
5. 隨機有限元方法
承擔科研項目情況:
主要從事傳動機械學、非線性隨機振動、接觸力學、可靠性理論等領域的基礎性研究工作。主持國家自然科學基金3項,省基金1項,校基金(重點)1項,中央高校基本科研業(yè)務費1項。
1、雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿傳動嚙合理論與修形失配技術(shù)研究(2007-2008),湖北省自然科學基金(面上項目),編號:2007ABA282
2、雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿傳動嚙合理論及制造技術(shù)研究(2008-2010),國家自然科學基金(青年科學基金項目),編號:50705068
3、一種不可展曲紋環(huán)面蝸桿傳動修形原理及制造技術(shù)研究(2008-2009),國家自然科學基金(國際合作項目),編號:50810105045
4、包絡錐蝸桿傳動的嚙合理論與失配技術(shù)研究(2015-2018),國家自然科學基金(面上項目),編號:51475083
5、齒輪系統(tǒng)參激隨機振動及可靠性研究(2013—2014),優(yōu)秀科技人才培養(yǎng)基金,中央高校基本科研業(yè)務費項目,編號:M120503002
6、教育部新世紀優(yōu)秀人才項目(2014-2016),編號:NCET-13-0116
7、遼寧省高等學校優(yōu)秀人才支持計劃項目(第二層次,2014-2016),遼寧省教育廳人才項目,編號:LJQ2013027
科研成果:
1. 成果先后獲得第十一屆(2006)湖北省機械工程學會優(yōu)秀學術(shù)論文特等獎、第十一屆(2006)湖北省自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文二等獎,第十二屆(2008)湖北省機械工程學會優(yōu)秀學術(shù)論文一等獎,首屆(2010)武漢市自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文二等獎, 第十三屆(2010)湖北省自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文二等獎,第十四屆(2012)湖北省自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文三等獎,遼寧省自然科學學術(shù)成果獎,沈陽市自然科學學術(shù)成果獎。
2. 提出了雙圓環(huán)面二包傳動這種新型環(huán)面蝸桿傳動裝置,提出的兩點下山割線法(DPDS方法)是研究線共軛曲面嚙合特性的有力數(shù)學工具。在研究過程中,他不但注重考察誘導主曲率和滑動角等局部嚙合特性參數(shù),而且注重考查蝸輪齒面共軛區(qū)范圍,蝸桿工作長度及瞬時接觸線的分布等全局嚙合特性,從而豐富發(fā)展了蝸桿副的嚙合幾何學。目前,雙圓環(huán)面二包傳動作為一種新型機械傳動裝置,已經(jīng)獲得多項專利授權(quán)。
3. 導出了一般化的角修形條件,指出了角修形的物理意義;數(shù)字化地論證了原接觸區(qū)和新接觸區(qū)都和蝸桿螺旋面密切,但密切的程度有所不同;闡述了角修形切除二次接觸區(qū)、同時使得蝸桿工作長度變短的機理。相關結(jié)果發(fā)表于國際期刊Science China Technological Sciences,審稿意見認為:“論文主要內(nèi)容是對采用作者提出的角修正的雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿傳動齒面嚙合情況進行分析。為此主要工作是建立傳動數(shù)學模型及其嚙合特性方程,并進行實例分析。論文對于該種傳動性能研究具有重要的指導意義。
4. 提出了高度修形、中心距修形及傳動比修形等一系列制造工藝簡單且修形效果優(yōu)秀的修形方案,使得環(huán)面蝸桿副雙線接觸的機理有了清晰明確的解釋。同時,還對環(huán)面蝸桿傳動潤滑特性進行了研究,運用彈流潤滑理論和齒輪嚙合理論,導出了任意嚙合點處,卷吸速度、潤滑角和彈流膜厚系數(shù)的計算公式。擺脫開材料、載荷等因素的影響,以潤滑角反映成膜條件,以彈流膜厚系數(shù)反映油膜厚度,便于衡量整個接觸區(qū)內(nèi)潤滑特性的差異,有利于分析工藝參數(shù)對蝸桿副潤滑性能的影響。有關結(jié)果曾經(jīng)在CIST2008&ITS-IFToMM2008(北京)學術(shù)會議上宣讀,并發(fā)表于國際期刊TribologyTransactions。
5. 結(jié)合相關領域的經(jīng)驗,提出了兩階段下山割線法(TSDS方法),用于計算失配環(huán)面蝸桿傳動的瞬時接觸點。該法無需計算包含偏導數(shù)的Jacobi矩陣,對迭代初值的敏感性低,還能克服迭代過程中的奇異性,適宜用來求解復雜的非線性方程組;改進了確定點接觸失配齒輪副瞬時接觸橢圓的局部綜合方法,使得瞬時接觸點鄰域內(nèi)曲率干涉的判別更為合理;發(fā)現(xiàn)以標準蝸桿和Ⅰ型蝸輪相配,組成的失配蝸輪副對各種裝配誤差均不敏感,能夠避免曲率干涉,實現(xiàn)較好的點接觸,而且蝸桿工作部分較長,具備可觀的承載能力;由具體算例計算出蝸輪轉(zhuǎn)角誤差曲線,表明了它具有近似拋物線形狀,說明所提出的失配方式,具有一定的減輕振動、吸收沖擊的效果。有關結(jié)果發(fā)表于國際期刊Computer-AidedDesign。
6. 經(jīng)過深入研究,指明雙自由度嚙合有退化與非退化兩種形式,給出了退化嚙合的條件,闡述了兩種形式各自的嚙合特性;提出了計算向量的新型表達式;導出了雙自由度嚙合齒輪副誘導法曲率和誘導短程撓率的新型簡潔計算公式,該公式適合于利用計算機進行編程計算;提出雙自由度嚙合齒輪副滑動率的概念,并且給出相應計算公式。有關成果發(fā)表于國際期刊Mechanismand Machine Theory,并獲得過湖北省和湖北省機械工程學會的優(yōu)秀學術(shù)論文獎勵。同時,他應用雙自由度嚙合理論,對Archimedes滾刀雙自由度范成圓柱齒輪的嚙合原理進行了研究,給出了提高加工精度的工藝措施。相關成果發(fā)表于Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,PartC,Journal of Mechanical Engineering Science等國際期刊。其成果對齒輪加工工藝的改進與加工精度的提高,具有理論指導意義,同時為新型高副共軛傳動機構(gòu)的創(chuàng)成,做了理論上的準備。
代表性授權(quán)專利:
1. 趙亞平等. 一種角修正型雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿副及其制造方法. 國家發(fā)明專利,專利號:ZL 200910273347.2.
2. 趙亞平等. 一種修正型雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿副及其制造方法. 國家發(fā)明專利,專利號:ZL 201110237144.5.
作為第一作者,在Journal of Vibration and Control, International Journal of Mechanical Science, Mechanism and Machine Theory, Computer-Aided Design等著名國際期刊發(fā)表學術(shù)論文 40 余篇,其中被 SCI和 EI 等檢索系統(tǒng)收錄 30 余篇次。
代表性英文論文:
1. Yaping Zhao*, et al. Some Problems on the 2DOF Meshing Theory. Mechanism and Machine Theory, 2008, 43(8), pp. 1024-1037. (SCI光盤版, EI)
2. Yaping Zhao*, et al. A meshing principle for generating a cylindrical gear using an Archimedes hob with two degrees of freedom. Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C, Journal of Mechanical Engineering Science, 2010, 224, pp. 169-181. (SCI光盤版, EI)
3. Yaping Zhao*, et al. Lubrication Characteristics of Dual-Tori Double-Enveloping Toroidal Worm Drive. Tribology Transactions, 2010, 53(2), pp. 266-273. (SCI光盤版, EI)
4. Yaping Zhao*, et al. Meshing analysis and technological parameters selection of dual tori double-enveloping toroidal worm drive. Mechanism and Machine Theory, 2010, 45(4), pp. 1269–1285. (SCI光盤版, EI)
5. Zhao Yaping*, et al. Mesh theory of angle modified dual tori double-enveloping toroidal worm drive. Science China Technological Sciences, 2010, 53(7), pp. 1913-1927. (SCI光盤版, EI)
6. Yaping Zhao*, et al. Computer aided analysis on the meshing behavior of a height-modified dual-torus double-enveloping toroidal worm drive. Computer-Aided Design, 2010, 42(12), pp. 1232–1240. (SCI光盤版, EI)
7. Yaping Zhao*, et al. Tooth Flank Modification Theory of Dual-Torus Double-Enveloping Hourglass Worm Drives, Computer-Aided Design, 2011, 43 (12), pp. 1535-1544. (SCI光盤版, EI)
8. Yaping Zhao*, et al. Computerized Simulation of Tooth Contact and Error Sensitivity Investigation for Ease-off Hourglass Worm Drives, Computer-Aided Design, 2012, 44 (8), pp. 778-790. (SCI光盤版, EI)
9. Yaping Zhao*, Yimin Zhang. Determination of the Most Dangerous Meshing Point for Modified Hourglass Worm Drives, ASME Journal of Mechanical Design, 2013, 135(3), pp. 034503/1- 034503/5. (SCIE, EI)
10. Yaping Zhao*, Yimin Zhang. Shear Traction and Sticking Scope of Frictional Contact between Two Elastic Cylinders, International Journal of Mechanical Science, 2014(89), pp. 142–147. (SCI光盤版, 影響因子:2.061,EI)
11. Yaping Zhao*, Yimin Zhang. Reliability Design and Sensitivity Analysis of Cylindrical Worm Pairs, Mechanism and Machine Theory, 2014(82), pp.218–230. (SCI光盤版, 影響因子:1.310,EI)
12. Yaping Zhao*, Yimin Zhang, Statistical Characteristics of Response of a Cantilever Beam under Various Random Excitations and Damping Mechanisms, Applied Mathematical Modelling, under review,(SCI光盤版, 影響因子:2.158,EI)
13. Yaping Zhao*,An Improved Energy Envelope Stochastic Averaging Method and Its Application to a Nonlinear Oscillator,Journal of Vibration and Control,under review,(SCIE, 影響因子:4.355,EI)
代表性中文論文:
1 環(huán)面蝸桿傳動嚙合理論研究進展 槐崇飛; 趙亞平; 王琪 機械研究與應用 2014/10/26
2 基于隨機場局部平均相關理論的不確定結(jié)構(gòu)隨機特征值問題 趙亞平; 張義民 中國計算力學大會2014暨第三屆錢令希計算力學獎頒獎大會論文集 2014/8/10
3 二次包絡環(huán)面蝸桿傳動瞬時接觸線的確定方法 趙亞平; 張昭 節(jié)能減排 綠色制造 智能制造——低碳經(jīng)濟下高技術(shù)制造產(chǎn)業(yè)與智能制造發(fā)展論壇論文集 2010/12/10
4 角修正型雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿傳動的嚙合原理 趙亞平; SU DaiZhong; 張昭; 魏文軍; 董學朱 中國科學:技術(shù)科學 2010/10/20
5 論雙圓環(huán)面包絡環(huán)面蝸桿的曲率干涉特性 趙亞平; 張昭 2009年促進中部崛起專家論壇暨第五屆湖北科技論壇——裝備制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇論文集(下) 2009/11/4
6 雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿傳動的嚙合界線與蝸桿螺旋面的結(jié)構(gòu) 趙亞平 武漢科技大學學報(自然科學版) 2008/2/15
7 鋼筋混凝土梁振動特性參數(shù)與損傷狀況關系的數(shù)值仿真研究 趙亞平; 王書茂; 焦群英; 魏文軍; 唐秋華 應用力學學報 2007/3/30(EI)
8 點接觸齒面滑動率計算方法及其對交錯軸漸開線斜齒輪傳動的應用 趙亞平; 魏文軍; 董學朱; 唐秋華 中國機械工程 2006/12/30
9 模糊自適應PID在焦爐控制中的仿真 高憲文; 趙亞平 東北大學學報 2006/10/30
10 模糊免疫PID算法在焦爐溫度控制中的研究 趙亞平 東北大學 2006/1/7
11 焦爐模糊免疫自適應PID控制的應用研究 高憲文; 趙亞平 控制與決策 2005/12/30
12 帶裂縫鋼筋混凝土梁損傷診斷的振動方法 趙亞平; 王書茂; 焦群英; 魏國前; 魏文軍; 黃立明 防災減災工程學報 2005/12/30
13 自由鋼筋混凝土梁固有頻率理論解 趙亞平; 王書茂; 焦群英; 魏文軍; 黃立明 混凝土與水泥制品 2005/8/20
14 混凝土局部破損梁損傷診斷的振動檢測方法 趙亞平; 王書茂; 焦群英; 魏文軍; 黃立明 中國農(nóng)業(yè)大學學報 2005/6/30
15 鋼筋混凝土梁損傷診斷的振動模態(tài)分析方法 趙亞平 中國農(nóng)業(yè)大學 2005/6/1
16 模糊復合控制方法在焦爐控制系統(tǒng)中的應用研究 高憲文; 劉浩; 趙亞平 控制與決策 2005/4/30
17 小軸交角空間交錯軸間傳動的一種優(yōu)良形式 趙亞平; 魏文軍; 王書茂; 張永興 河北科技大學學報 2004/9/25
18 基于MATLAB的交錯軸斜齒輪齒面接觸的計算機模擬 趙亞平; 魏文軍; 王書茂 中國農(nóng)業(yè)大學學報 2004/2/29
19 交錯軸斜齒輪齒面接觸區(qū)的計算機輔助分析 趙亞平; 魏文軍; 王書茂 機械工程學報 2004/2/15(EI)
20 螺旋齒輪嚙合理論研究與試驗分析 趙亞平 中國農(nóng)業(yè)大學 2002/6/1
21 計算誘導短程撓率的一種新方法 趙亞平; 段曉靜; 魏文軍 中國農(nóng)業(yè)大學學報 2002/4/30
22 自蔓延高溫合成的研究進展 張廷安; 趙亞平; 楊歡; 赫冀成 材料導報 2001/9/15
23 自蔓延熔鑄法制備CuCr合金的研究 楊歡; 張廷安; 牛麗萍; 魏世丞; 畢詩文; 趙亞平 材料導報 2001/4/15
24 銀離子絡合萃取法及其在分離魚油活性成分中的應用 陳鈞; 邱榕; 陳庶來; 趙亞平; 吳守一; 新井邦夫; 豬股宏 江蘇理工大學學報(自然科學版) 2000/11/15
在國外出席國際學術(shù)會議情況:
1. The 12th World Congress on Mechanism and Machine Science (IFToMM 2007), Besançon, France: June, 2007,session representation.
2. The 3rd International Conference on Advanced Design and Manufacturing (ADM 2010), Nottingham, UK: September, 2010, session representation.
3. The 11th ASME International Power Transmission and Gearing Conference (PTG 11), Washington D.C., USA: August 28-31, 2011,session representation.
4. The 12th ASME International Power Transmission and Gearing Conference (PTG 12), Portland, Oregon, USA: August, 2013, session representation.
5. The 5th International Conference on Advanced Design and Manufacturing (ADM 2013), Valencia, Spain: September, 2013, session representation.
6. The International Symposium on Theory and Practice of Gearing, Izhevsk, Russia: January 21- 23, 2014, session representation.
7. The 12th International Conference on Reliability and Structural Safety, Venice, Italy, November 13-14, 2014, session representation.
所獲榮譽:
1. 武漢科技大學科技新秀(2009)
2. 教育部新世紀優(yōu)秀人才(2013)
3. 遼寧省高等學校優(yōu)秀人才(第二層次,2013)
所獲獎勵:
1. 第十一屆(2006)湖北省機械工程學會優(yōu)秀學術(shù)論文特等獎,排名一,獎勵機構(gòu):湖北省科學技術(shù)協(xié)會、湖北省科技廳、湖北省人力資源與社會保障廳。
2. 第十一屆(2006)湖北省自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文二等獎,排名一,獎勵機構(gòu):湖北省科學技術(shù)協(xié)會、湖北省科技廳、湖北省人力資源與社會保障廳。
3. 第十二屆(2008)湖北省機械工程學會優(yōu)秀學術(shù)論文一等獎,排名一,獎勵機構(gòu):湖北省科學技術(shù)協(xié)會、湖北省科技廳、湖北省人力資源與社會保障廳。
4. 首屆(2010)武漢市自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文二等獎,排名一,獎勵機構(gòu):武漢市人民政府。
5. 第十三屆(2010)湖北省自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文二等獎,排名一,獎勵機構(gòu):湖北省科學技術(shù)協(xié)會、湖北省科技廳、湖北省人力資源與社會保障廳。
6. 第十四屆(2012)湖北省自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文三等獎,排名一,獎勵機構(gòu):湖北省科學技術(shù)協(xié)會、湖北省科技廳、湖北省人力資源與社會保障廳。
7. 遼寧省自然科學學術(shù)成果獎,學術(shù)論文類,三等,編號:2014-LNL0249 (2014)
8. 沈陽市自然科學學術(shù)成果獎,學術(shù)論文類,三等,編號: 2014CGJ-3-208(2014)
挑戰(zhàn)“不可能”
——記東北大學機械與自動化學院教授趙亞平

投身科海,趙亞平最愛的事情是挑戰(zhàn)“不可能”;扎根科研,趙亞平最大的目標是解決生產(chǎn)實際中的問題。作為東北大學機械與自動化學院教授,他緊密圍繞齒輪嚙合理論、動力學與可靠性展開研究,積極進行新型齒輪傳動開發(fā)與研制,取得了不俗的成績。
敢于挑戰(zhàn)“不可能”,才能有創(chuàng)新
很多創(chuàng)新成果在取得以后回望,當時的設想都是三個字——“不可能”。然而,機會往往就蘊藏在這諸多“不可能”之中。趙亞平教授深知這一點。多年來,他鎖定新型環(huán)面蝸桿傳動、齒輪嚙合理論等方面進行研究與開發(fā),其創(chuàng)新成果應用前景廣闊,深受學界好評。
二包環(huán)面蝸桿傳動具備一系列優(yōu)良特性,但是對各種誤差變形十分敏感,限制了其推廣應用。平面二包傳動,由于蝸桿邊齒變尖與根切的限制,使其無法應用于蝸桿多頭數(shù)或小傳動比的場合。趙亞平據(jù)此提出了雙圓環(huán)面二包傳動這種新型環(huán)面蝸桿傳動裝置,克服了上述不足。他提出的兩點下山割線法(DPDS方法)是研究線共軛曲面嚙合特性的有力數(shù)學工具。在研究過程中,他不但注重考察誘導主曲率和滑動角等局部嚙合特性參數(shù),而且注重考查蝸輪齒面共軛區(qū)范圍,蝸桿工作長度及瞬時接觸線的分布等全局嚙合特性,從而豐富發(fā)展了蝸桿副的嚙合幾何學。目前,雙圓環(huán)面二包傳動作為一種新型機械傳動裝置,已經(jīng)獲得多項專利授權(quán)。
業(yè)內(nèi)人士都知道,標準二包傳動,蝸輪齒面中部存在二次接觸區(qū),瞬時接觸線相互交叉,接觸頻率高,容易發(fā)生疲勞點蝕,是蝸輪齒面的薄弱環(huán)節(jié)。可以通過角修形,自然地切去蝸輪齒面的二次接觸區(qū),使原接觸區(qū)和新接觸區(qū)都和蝸桿螺旋面密切,從而大幅度地提高二包傳動的嚙合質(zhì)量。趙亞平在此基礎上導出了一般化的角修形條件,指出了角修形的物理意義;數(shù)字化地論證了原接觸區(qū)和新接觸區(qū)都和蝸桿螺旋面密切,但密切的程度有所不同;闡述了角修形切除二次接觸區(qū)、同時使得蝸桿工作長度變短的機理。相關結(jié)果發(fā)表于國際期刊Science China Technological Sciences,審稿意見認為:“論文主要內(nèi)容是對采用作者提出的角修正的雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿傳動齒面嚙合情況進行分析。為此主要工作是建立傳動數(shù)學模型及其嚙合特性方程,并進行實例分析。論文對于該種傳動性能研究具有重要的指導意義。有發(fā)表價值。雙圓環(huán)面二次包絡環(huán)面蝸桿傳動屬尚未充分研究和開發(fā)的環(huán)面蝸桿傳動,開展相關研究,特別是采用修形技術(shù)提高其嚙合性能具有一定的理論意義。論文發(fā)表具有一定的理論價值。算例丙的蝸桿頭數(shù)達到12,遠遠突破一般蝸桿傳動的情況。”相關論文獲得過湖北省、及湖北省機械工程學會的優(yōu)秀論文獎勵。目前,該研究已獲得角修正雙圓環(huán)面二包傳動及其制造方法的發(fā)明專利授權(quán)。
除此之外,針對標準傳動存在二次接觸區(qū),嚙合性能有待進一步提高和角修形傳動雖然嚙合性能優(yōu)良,但制造工藝比較復雜的問題,趙亞平提出了高度修形、中心距修形及傳動比修形等一系列制造工藝簡單且修形效果優(yōu)秀的修形方案,使得環(huán)面蝸桿副雙線接觸的機理有了清晰明確的解釋。同時,他還對環(huán)面蝸桿傳動潤滑特性進行了研究,運用彈流潤滑理論和齒輪嚙合理論,導出了任意嚙合點處,卷吸速度、潤滑角和彈流膜厚系數(shù)的計算公式。擺脫開材料、載荷等因素的影響,以潤滑角反映成膜條件,以彈流膜厚系數(shù)反映油膜厚度,便于衡量整個接觸區(qū)內(nèi)潤滑特性的差異,有利于分析工藝參數(shù)對蝸桿副潤滑性能的影響。有關結(jié)果曾經(jīng)在CIST2008&ITS-IFToMM2008(北京)學術(shù)會議上宣讀,并發(fā)表于國際期刊TribologyTransactions。
致力于解決生產(chǎn)實際中的問題
出身工科背景,趙亞平一直希望自己的研究成果能夠得到推廣應用,服務經(jīng)濟社會發(fā)展。為此,他多方探索,并取得了一系列成果。
在生產(chǎn)過程中,由于能夠?qū)崿F(xiàn)多齒雙線接觸,各類環(huán)面蝸桿傳動對各種誤差變形都比較敏感。這是限制環(huán)面蝸桿傳動應用推廣的主要問題,也是環(huán)面蝸桿傳動的主要不足之處。而解決這個問題辦法之一,是通過失配修形,使得蝸輪副變瞬時線接觸為瞬時的點接觸。當然,這里的所謂點接觸是理論上的。實際上,由于齒面的彈性,受載之后,瞬時接觸點擴展成瞬時接觸橢圓,沿接觸跡線眾瞬時接觸橢圓集成齒面上的接觸區(qū)。上述失配修形方法,早已成功應用于錐齒輪傳動和準雙曲面齒輪傳動。但是對于環(huán)面蝸桿傳動,相關研究進展比較緩慢,主要是因為,環(huán)面蝸桿副的齒面非常復雜,沒有找到有效的方法計算瞬時接觸點。
趙亞平結(jié)合自己在相關領域的經(jīng)驗,提出了兩階段下山割線法(TSDS方法),用于計算失配環(huán)面蝸桿傳動的瞬時接觸點。該法無需計算包含偏導數(shù)的Jacobi矩陣,對迭代初值的敏感性低,還能克服迭代過程中的奇異性,適宜用來求解復雜的非線性方程組;改進了確定點接觸失配齒輪副瞬時接觸橢圓的局部綜合方法,使得瞬時接觸點鄰域內(nèi)曲率干涉的判別更為合理;發(fā)現(xiàn)以標準蝸桿和Ⅰ型蝸輪相配,組成的失配蝸輪副對各種裝配誤差均不敏感,能夠避免曲率干涉,實現(xiàn)較好的點接觸,而且蝸桿工作部分較長,具備可觀的承載能力;由具體算例計算出蝸輪轉(zhuǎn)角誤差曲線,表明了它具有近似拋物線形狀,說明所提出的失配方式,具有一定的減輕振動、吸收沖擊的效果。有關結(jié)果發(fā)表于國際期刊Computer-AidedDesign。
他的研究為失配環(huán)面蝸桿副的正確設計奠定了基礎。
雙自由度齒輪嚙合理論的研究,開始于上世紀60年代的前蘇聯(lián),但是可以實際應用的曲率參數(shù)計算公式,卻得到的比較晚。對雙自由度嚙合,也還存在較多理論上的模糊之處,妨害了它的應用。趙亞平經(jīng)過深入研究,指明雙自由度嚙合有退化與非退化兩種形式,給出了退化嚙合的條件,闡述了兩種形式各自的嚙合特性;提出了計算向量的新型表達式;導出了雙自由度嚙合齒輪副誘導法曲率和誘導短程撓率的新型簡潔計算公式,該公式適合于利用計算機進行編程計算;提出雙自由度嚙合齒輪副滑動率的概念,并且給出相應計算公式。有關成果發(fā)表于國際期刊Mechanismand Machine Theory,并獲得過湖北省和湖北省機械工程學會的優(yōu)秀學術(shù)論文獎勵。同時,他應用雙自由度嚙合理論,對Archimedes滾刀雙自由度范成圓柱齒輪的嚙合原理進行了研究,給出了提高加工精度的工藝措施。相關成果發(fā)表于Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,PartC,Journal of Mechanical Engineering Science等國際期刊。其成果對齒輪加工工藝的改進與加工精度的提高,具有理論指導意義,同時為新型高副共軛傳動機構(gòu)的創(chuàng)成,做了理論上的準備。
由于突出的研究成果,趙亞平的研究工作獲得了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金等方面的支持。其成果更先后獲得第十一屆(2006)湖北省機械工程學會優(yōu)秀學術(shù)論文特等獎、第十一屆(2006)湖北省自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文二等獎,第十二屆(2008)湖北省機械工程學會優(yōu)秀學術(shù)論文一等獎,首屆(2010)武漢市自然科學優(yōu)秀學術(shù)論文二等獎……趙亞平的成績已經(jīng)得到學界的充分認可。
人們常說“青春無畏”,那是因為青春沒有“不可能”。未來。趙亞平教授還將在自己的領域里熱情而執(zhí)著地探索,繼續(xù)書寫一位當代科研工作者的無悔青春!
來源:科學中國人 2012年第10期