ANSYS Workbench齒輪瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真

2016-08-26 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

一些CAE朋友經(jīng)常問到齒輪的動(dòng)力學(xué)仿真,在這里通過一篇博文說明基于ANSYS Workbench齒輪的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真的分析思路和具體步驟。

1.問題描述

如下圖所示為斜齒輪裝配體,分析齒輪嚙合過程中的力學(xué)屬性。其中,左邊主動(dòng)輪施加轉(zhuǎn)速,其值為60rpm;右邊從動(dòng)輪施加轉(zhuǎn)矩,其值10N·M。

ANSYS wbrWorkbench齒輪瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真

2.分析思路

(1)由于是動(dòng)力學(xué)分析,這里選擇瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析模塊;

(2)兩個(gè)齒輪的嚙合面存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的接觸,使用摩擦接觸;

(3)兩個(gè)齒輪需要轉(zhuǎn)動(dòng),通過轉(zhuǎn)動(dòng)副實(shí)現(xiàn);

(4)轉(zhuǎn)速和扭矩載荷都通過轉(zhuǎn)動(dòng)副載荷(Joint Load)實(shí)現(xiàn)。

3.分析步驟

(1)創(chuàng)建瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析模塊,設(shè)置材料屬性,這里就用默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼,導(dǎo)入幾何模型;

(2)賦予材料屬性,保持默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼;

(3)設(shè)置接觸。如下圖所示,接觸面選擇所有的主動(dòng)輪嚙合面,目標(biāo)面選擇所有的從動(dòng)輪嚙合面,設(shè)置接觸關(guān)系為摩擦接觸,摩擦系數(shù)設(shè)置為0.2。

ANSYS wbrWorkbench齒輪瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)仿真

提示:由于選擇的面太多,直接點(diǎn)擊選取比較麻煩,這里提供一個(gè)較為簡(jiǎn)單的方法就是通過工具欄中的框選按鈕(Box Select),比如說要選擇主動(dòng)輪上的接觸面,可以先將從動(dòng)輪隱藏,然后通過Box Select選取主動(dòng)輪所有的面,然后按著Ctrl鍵通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵反選不需要的面;從動(dòng)輪的接觸面亦是如此。

注意:對(duì)于齒輪分析來說,一定要檢查接觸是否有干涉。

(4)創(chuàng)建轉(zhuǎn)動(dòng)副連接關(guān)系。選中模型樹上的Connections,然后在工具欄中的Body-Ground中的Revolute,即轉(zhuǎn)動(dòng)副,然后選取齒輪的內(nèi)表面,軟件將自動(dòng)識(shí)別旋轉(zhuǎn)中心。分別創(chuàng)建兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副。

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