减速器箱体的热-结构耦合分析

首先对整个减速器进行热分析,得到减速器的整体温度场分布。然后再根据减速器箱体所承受静载荷及减温度场分布分析结果对减速器箱体进行热-结构耦合及热-结构加载耦合特性分析。研究结果表明,箱体受到的机械载荷对箱体的最大应力影响较大,而箱体的温度场分布对减速器箱体的最大变形量影响较大。     

考虑热弹耦合的斜齿轮接触特性及修形研究

利用ANSYS-APDL参数化建模,建立可以考虑不同齿顶修缘量的斜齿轮啮合模型。通过赫兹接触理论和摩擦学原理,计算有限元模型的边界条件和载荷,得到齿轮副本体温度场的分布。将齿轮本体温度场作为体载荷施加在啮合齿轮副上,分别对齿轮系统进行结构分析、热变形分析以及热弹耦合分析。通过对比结构分析和热弹耦合分析结果中齿轮变形和应力分布以及传动误差的分布,研究齿轮系统温度场对齿轮接触特性的影响,确定考虑齿轮系统热变形的齿廓修形参数。将修形前后齿面温度场的分布结果以及热弹耦合分析结果进行对比。结果表明轮齿热变形对啮合性能影响显著,因此修行时应考虑齿轮热变形影响。     

基于有限元的XM-Z6023减速箱热固耦合分析

针对XM-Z6023减速箱由于受热载荷发生的变形问题,应用ANSYS Workbench软件,对该减速箱进行热态稳定分析,再把热分析结果作为热载荷与静力载荷共同加载到减速箱静力分析模型中,得出减速箱的位移云图和应力分布图,减速箱的变形由静力载荷和热载荷共同作用。分析结果表明,热载荷与静载荷一起共同构成了引起减速箱变形的要素。热载荷是引起减速箱变形的重要因素之一,是进行减速箱数值分析,保证工作稳定可靠不可忽略的环节。     

PECVD装置的有限元分析及结构优化

针对PECVD装置在真空高温工作环境下存在的热变形问题,运用有限元流—热—结构耦合分析方法,对装置结构进行流固耦合传热特性分析,得出装置的稳态温度场分布情况,将分析结果作为装置流—热—结构耦合分析的边界条件加载到装置结构上,求得装置在热载荷和结构载荷综合作用下的变形情况。基于原有装置结构的分析结果,分析装置变形的主要原因,提出可行的优化改进方法。有限元分析结果表明,装置变形是热载荷和结构载荷综合作用的结果,其中热载荷为装置变形的主要因素;减小热载荷是控制装置变形,保证装置正常工作及可靠性的一个非常重要的因素。     

非均匀温度场下涡旋压缩机涡旋盘数值仿真研究

基于热应力场耦合建立了汽车涡旋压缩机涡旋盘有限元模型,涡旋齿载荷边界条件设置为流场离散,在气体压力载荷单独作用、温度场载荷单独作用以及两者耦合作用这三种情况下,对涡旋盘进行受力分析和变形分析, 讨论不同主轴转角的涡旋齿的刚度和强度,最后得到涡旋齿的变形规律和应力分布。分析结果表明:当涡旋盘压缩腔运动到排气孔位置时,涡旋盘处于变形与应力最大的状态,热变形是影响涡旋盘整体变形的主要因素。     

基于气-热-固耦合的电动汽车变齿厚涡旋盘有限元分析

为了更准确全面地研究变齿厚涡旋盘实际运转时的应力应变情况,以某型涡旋压缩机为例,根据变齿厚型线方程几何理论,计算排气时刻各工作腔的容积,确定吸、排气工作腔的气体压力载荷以及进、排气工作温度载荷。采用Creo曲线方程建立精确的变齿厚涡旋盘模型,基于有限元理论和气-热-固间接耦合法,分析在气体压力载荷、温度载荷以及接触力载荷综合作用下动涡旋盘齿的应力及应变,并对比分析了不同载荷对轴向、径向变形的影响规律。得出相比于温度载荷,在气-热载荷作用下,涡旋盘齿的应力增大1.03倍,变形量增大75%。接触力载荷对涡旋齿的应力、总变形影响甚微。受载荷分布影响,随着渐开线展开角的展开,涡旋齿总变形量逐渐减小。     

基于ANSYS的圆柱滚子轴承热-结构耦合变形研究

高速运转的轴承会产生大量热,以某一型号的圆柱滚子轴承为例,通过理论计算公式求得在一定载荷作用下轴承滚子与滚道的摩擦功率,利用ANSYS有限元软件建立轴承的三维有限元模型并考虑此摩擦功率,仿真得到轴承整体及各组成部分的稳态温度场,并把结果导入结构分析,最终求解轴承热-结构耦合变形。结果显示正常工作状态的圆柱滚子轴承变形是结构载荷与热载荷共同作用的结果,高速运转轴承产生的热载荷对轴承旋转精度及轴承部件(尤其是滚子)的影响显著。圆柱滚子轴承的热-结构耦合变形研究为改善热载荷影响和降低轴承发热量的研究提供理论依据。     

耦合作用下涡旋动盘形变与应力的仿真分析

运用有限元分析软件ANSYS,分析了在特定气体载荷与温度载荷耦合作用下涡旋齿的形变与应力的变化,并在气体、温度载荷变化的情况下,研究其形变的变化规律。被压缩的气体对涡旋齿产生气体力载荷,由气体被压缩、动静盘间的摩擦产生的温度载荷,会引起动盘的热变形与热应力。分析结果表明,温度载荷是影响涡旋齿变形的主要因素。由于涡旋齿头部位受到气体力最大、温度最高,耦合作用下涡旋齿最大变形发生在涡旋齿头顶部;由于主轴对轴承孔内壁的约束作用,最大应力发生在主轴承孔内壁与底盘接触的部位。     

主轴箱静力学和热-结构耦合特性分析

针对机床热-结构耦合变形严重影响加工精度和加工产品质量的问题,首先选取机床加工过程中的一个典型工况,对主轴箱进行了受力分析。根据主轴箱的工作情况,计算出了热参数。运用Workbench有限元软件对主轴箱分别进行静态和热-结构耦合仿真分析,得到了主轴箱的温度、形变和应力分布云图。对比仿真结果,探讨了外部静力载荷、温度场以及两者相互作用时对主轴箱应力应变的影响,提出了改善主轴箱热特性的措施,同时为其后期的结构优化提供了一定的技术依据。     

复合莫氏锥度联接的金刚石截齿抗压性能研究

针对目前截齿存在的合金钢齿体易磨损造成的截齿齿头脱落失效问题,提出复合莫氏锥度联接的截齿新结构。应用ANSYS有限元软件,对复合莫氏锥度联接结构的金刚石截齿在单一正压力载荷作用下的抗压性能进行了有限元分析。结果表明,在普通结构截齿上复合莫氏锥度联接结构对PCD层的抗压性能影响不大。在齿头锥孔底部端面与钢制齿体锥台根部端面之间的间隙,采用焊料填充焊接可提高截齿在静载荷作用下的抗压性能以及抗齿头脱落性能。莫氏锥度结构中,锥体尺寸变化对齿头锥孔和齿体锥台的应力影响不大。