ANSYS Workbench齒輪瞬態(tài)動力學(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,左邊主動輪施加轉(zhuǎn)速,其值為60rpm;右邊從動輪施加轉(zhuǎn)矩,其值10N·M。

ANSYS wbrWorkbench齒輪瞬態(tài)動力學(xué)仿真

2.分析思路

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

(2)兩個齒輪的嚙合面存在相對運動的接觸,使用摩擦接觸;

(3)兩個齒輪需要轉(zhuǎn)動,通過轉(zhuǎn)動副實現(xiàn);

(4)轉(zhuǎn)速和扭矩載荷都通過轉(zhuǎn)動副載荷(Joint Load)實現(xiàn)。

3.分析步驟

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

(2)賦予材料屬性,保持默認的結(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輪嚙合面,目標面選擇所有的從動輪嚙合面,設(shè)置接觸關(guān)系為摩擦接觸,摩擦系數(shù)設(shè)置為0.2。

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

注意:對于齒輪分析來說,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)動副,然后選取齒輪的內(nèi)表面,軟件將自動識別旋轉(zhuǎn)中心。分別創(chuàng)建兩個轉(zhuǎn)動副。

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