斜齿轮三维弯曲有限元模型及应力分析

为了应用有限元法精确求解斜齿轮的弯曲应力,根据斜齿轮啮合原理,提出了斜齿轮啮合接触线确定方法.采用有限元ANSYS软件的参数化设计APDL语言,开发了自动完成斜齿轮三维弯曲有限元建模与应力分析程序模块.以某型货车变速器齿轮为研究对象,建立了相应的斜齿轮三维弯曲有限元模型,通过斜齿轮三维有限元分析与齿轮承载能力计算ISO标准结果比较,说明所建立的斜齿轮三维弯曲有限元模型不但可以准确反映斜齿轮的三维应力分布,而且可以精确求解斜齿轮不同啮合位置的齿根应力.     

大型焊接结构齿轮主焊缝应力的电测研究

用相似理论,对一大型焊接结构齿轮的主焊缝应力分布进行模型齿轮的电测研究,所得结果与三维有限元计算结果比较,其应力分布规律基本一致,因而为该齿轮结构设计的正确性提供了理论依据,也为正确设计和制造该种齿轮提供了资料。     

轮齿计算的有限元模型研究

在机械设计中,轮齿的有限元计算模型通常简化为如图1所示的单个或三个轮齿处理。例如,对于直齿圆柱齿轮按平面应力或平面应变问题处理,对斜齿圆柱齿轮、人字齿轮和圆锥齿轮则按三维问题处理。可见用有限元计算齿轮的变形与齿根应力的方法是比较成熟的,计算结果也是有效的。但按图1的计算模型计算时,其边界范围的选择与确定存在较大差异。所取边界范围的大小是否合理以及不同边界约束的处理方法,对计算结果将产生较大影响,因而具有较大的“人为性”因素。为避免这种处理所带来的计算误差,本文提出一种新的轮齿计算模型。     

基于Maxwell的电磁阀仿真与分析

针对电磁阀传统设计方法中,产品设计周期长、试制实验费用高等问题,本文采用有限元方法在产品设计初期对电磁阀的性能进行预测。首先,运用Ansoft Maxwell软件分别建立了电磁阀的三维与二维有限元模型,进行了磁场分析与电磁力计算,通过比较发现三维模型与二维模型计算结果与测试结果均吻合较好。最后,在二维模型的基础上,运用Maxwell软件的参数化设计功能进一步分析了不同初始间隙、不同驱动电压对电磁力的影响。结果表明,基于Maxwell的电磁阀有限元仿真能够在产品的设计初期快速地预测电磁阀的性能,为电磁阀的设计与优化提供理论指导。     

谐波传动中波发生器对柔轮齿啮合的影响分析

谐波齿轮在实际传动中存在齿干涉现象,该文给出3种椭圆波发生器的计算方法,并在三维建模软件中建立了3种椭圆波发生器和变形前后的谐波齿轮的模型,对不同椭圆波发生器驱动的渐开线谐波齿轮的啮合情况进行了有限元分析,比较不同椭圆波发生器驱动的谐波齿轮的啮合情况和柔轮的应力分布情况,对干涉情况进行评定,为研究谐波齿轮干涉现象提供了一种新的方法。     

蜂窝夹层结构等效弹性常数的多步三维均匀化数值计算分析

基于三维均匀化方法并结合有限元技术,计算三维蜂窝夹层板的等效弹性常数。首先把三维蜂窝夹芯看成由实体与空洞两相材料组成的复合材料结构,建立单胞有限元模型,计算宏观等效弹性常数,通过与其它计算方法相比较,验证了三维均匀化方法的有效性;在此基础上考虑上下面板,运用直接、二次及多步均匀化方法计算三维蜂窝夹层板的整体等效弹性常数,并与工程计算方法比较,结果表明三维均匀化方法的可靠性。     

基于ANSYS的渐开线斜齿轮有限元分析

利用斜齿轮端面渐开线和螺旋线的方程,通过坐标转换方法得到在ANSYS环境下适用的关键点,从而建立比较精确的斜齿轮三维模型。并对建立的模型进行模态分析和齿根弯曲应力分析。经过有限元分析后,可以证实利用该方法建立的模型是比较精确的。建立比较精确的分析模型,对于掌握斜齿轮的齿根弯曲应力的特点和固有频率有着重要意义。     

航空高速双联斜齿圆柱齿轮行波共振的研究

本文用三维有限元方法研究了星型传动中双联斜齿圆柱齿轮结构的行波共振。根据星型传动系统计算出的作用在双联斜齿轮上的动态载荷,成功地模拟计算出了双联齿轮处于一、二和三节径前、后行波共振时的动态响应,其响应分布形态与理论分析和实验响应曲线吻合较好。数值计算结果表明,在双联齿轮传动中,由于两齿轮啮合频率的不同,将会对齿轮结构的行波共振响应产生很大影响。这一点在设计具有双联齿轮传动的系统结构时应特别值得注意。本文通过实例计算进行了比较详细的讨论。     

变齿厚渐开线齿轮齿根弯曲应力研究

对变齿厚渐开线齿轮在交变载荷作用下齿根弯曲交变应力进行有限元瞬态响应分析。同时使用不同的截面参数利用传统的一般渐开线圆柱齿轮强度计算方法计算变齿厚齿轮齿根弯曲应力,通过将有限元解与传统方法计算的结果进行比较,得出对变齿厚齿轮进行齿根弯曲疲劳强度计算时应以中间端截面参数为依据的结论。为提高变齿厚齿轮的齿根弯曲强度设计齿轮两侧压力角不等的非对称齿廓,并分析工作齿侧压力角的变化对齿轮承载能力的影响。     

闭式双点压机机身模型不同计算法的比较

应用二维及三维有限元方法,计算闭式双点压机机身模型,了解各处位移及应力情况,将计算结果与常用的材料力学算法进行比较,从而看出用有限元法解决此类问题的优越性。     

故障齿轮啮合刚度综合计算方法

为了有效、准确地计算含故障齿轮的时变啮合刚度,提出了一种基于传统能量法的改进方法,结合改进能量法和有限元法的各自优点,即应用改进能量法快速计算故障齿轮无故障轮齿的啮合刚度,利用有限元法精确地计算故障轮齿有故障部位的啮合刚度.仿真示例结果表明:与能量法和有限元法相比,该方法能快速、准确地仿真故障齿轮的时变啮合刚度并且适用于齿轮系统振动响应的计算.     

斜齿行星传动参数化有限元建模方法

针对斜齿行星传动中啮合副多、啮合关系复杂的特点,提出1种基于ANSYSAPDL的斜齿行星传动参数化有限元建模方法。根据斜齿轮齿面生成原理,推导出渐开线斜齿轮工作齿廓和过渡曲线的方程。在此基础上,采用"分层切片"方法对斜齿轮齿形进行离散处理,生成能精确表征斜齿轮三维齿形的节点。针对生成的单个轮齿的节点组集提出节点坐标控制策略,采用八节点六面体单元对轮齿进行精细化网格划分。以单个轮齿的有限元模型为基础,采用阵列方法生成完整齿轮的有限元模型,进一步结合齿轮啮合几何关系,构建斜齿行星轮系的三维有限元模型。该方法在舰船后传动系统行星传动装置啮合特性分析中的应用表明,所建斜齿行星传动参数化有限元模型具有通用性强、移植性好、单元划分规整、网格易于调整等优点,可作为后续接触分析、模态分析和动力学分析的基础模型。     

摆线轮的三维造型及导入ANSYS中的方法

摆线针轮减速器目前已得到广泛的应用。为了提高摆线针轮减速器的传动精度并对其做进一步的动态分析,要研究摆线齿轮的刚度问题。摆线轮齿廓是一种超越函数,在ANSYS中难于实现模型的建立。用Pro／E建立三维造型模型较方便,但在Pro／E与ANSYS之间将模型以IGES的形式进行模型转换做有限元分析时,由于诸多因素的影响会产生一些问题。 研究了对模型进行拓扑结构修改的方法,然后进行网格划分作刚度分析。     

单桩复合地基桩身附加应力分布的三维数值模拟

通过编制能正确反映复合地基各种相互作用的三维非线性有限元 -无界元耦合程序 ,采用线弹性模型和Duncan -Chang非线性本构模型 ,分析了褥垫层在复合地基中的作用 ,并讨论了有褥垫层时桩体刚度、桩长的变化对复合地基桩身应力分布的影响 ;在此基础上 ,给出了桩体刚度对承台下桩土应力扩散规律的影响 .所得结果对工程实际践指导意义     

销齿副齿轮弯曲动应力有限元仿真分析

以某一销齿副齿轮为研究对象,基于瞬态响应特性分析理论,运用APDL语言建立齿轮的几何模型及有限元模型,利用有限元分析软件ANSYS10．0进行瞬态响应特性分析,得出特定工况下齿轮等效弯曲动应力的分布区域和变化规律。分析过程中,借助于数据表进行动载荷施加,使得仿真程度更高,结果更精确。研究结果表明：最大等效弯曲动应力与传统设计方法计算的结果略有差别。     

超导调制盘形磁性齿轮的研究与设计

针对齿轮在机械传动中出现的转矩密度低等现象,根据同轴磁性齿轮传动的工作原理和超导材料在临界温度时会出现的＂迈斯纳效应＂,设计出盘形非接触式磁性齿轮,并运用超导材料作为阻磁块来改进调制环,替代了传统的环氧树脂等材料。通过建立三维模型设计出传动比为7.4的齿轮传动,并进行有限元仿真分析,证明了超导调制盘形磁性齿轮的设计比传统接触式磁性齿轮在转矩密度方面有明显提升,在传递转矩方面也达到了传统齿轮的水平。     

螺旋锥齿轮数控磨削3D有限元模型的构建

在对螺旋锥齿轮数学啮合方程进行分析的基础上,运用Pro／E软件强大的实体造型功能,采用“自底向上”的建模方法,建立了螺旋锥齿轮的3D实体模型;并将其导入有限元软件Ansys中,采用20节点六面体单元进行自由网格划分,构建了螺旋锥齿轮数控磨削3D单齿有限元模型,为螺旋锥齿轮数控磨削的力热耦合分析奠定了基础。