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[原创] ANSYS workbench锥齿轮啮合瞬态动力学分析

发财葱 楼主
2022-05-18 13:36 105770
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今天介绍一下如何利用workbench实现锥齿轮啮合的瞬态动力学分析。有限元分析流程分为3大步、3小步,如下图所示。今天将以这种方式介绍workbench锥齿轮啮合分析的流程。

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图1 有限元分析流程

01

前处理

1.1 几何模型的构建

本文几何模型导入workbench中,如图所示

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图2锥齿轮几何模型

1.2 材料定义

材料选用默认结构钢

1.3 有限元模型的构建

有限元模型的构建包括材料赋予、网格划分以及连接关系的构建

1.3.1 材料赋予

双击瞬态动力学分析流程中的Model,进入Mechanical界面,单击项目树几何结构下的两个零件,左下角细节框中,材料处指派材料为structural steel

1.3.2 网格划分

左侧项目树网格处插入一个方法,选中两个零件,划分方法为四面体;然后插入两个尺寸调整,对所有齿面进行尺寸控制,得到了如图所示的网格模型。

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图3 网格模型

1.3.3 连接关系的构建

删除系统自动生成的初始接触,手动创建相应接触和连接副。

首先在左侧项目树连接下插入一个摩擦接触:接触面和目标面分别选择两个锥齿轮齿面,摩擦系数为0.15。然后在左侧项目树连接中插入两个回转,回转中连接类型改为几何体-对地,范围分别选择锥齿轮齿轮的内孔面。

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图4 连接关系设定


02

求 解

2.1 载荷步的设置

单击项目树下的分析设置,将载荷步控制中定义依据设置为子步,初始子步为25,最小子步为为20,最大子步为250。同时需要注意,将大绕曲打开。

2.2 载荷设置

添加连接副载荷,连接副选择:回转-接地至固体,类型为旋转速度,大小0.1rad/s。

2.3 约束设置

ANSYS Workbench 15.0完全自学一本通由于本文以添加运动副,运动副已为模型添加必要的约束,因此此处不需要再添加约束。


03

后处理

3.1 位移结果

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图5 位移云图

3.2 应力结果

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图6 应力云图


注:本文实例不具有工程实际意义。


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