abaqus 齒輪疲勞的案例
雙面受載齒輪彎曲疲勞設計方法研究
摘要：對現行的齒輪彎曲疲勞設計方法進行了研究，發現現行的方法如果采用按GBIT3480～1983齒輪彎曲疲勞實
驗方法，得出的數據進行齒輪的彎曲疲勞設計，只適用于齒輪單面受栽的情況。為了解決這一問題，從疲勞損傷的基本
理論出發，結合GB／T3480—1983齒輪彎曲疲勞實驗方法，推導出了求解齒輪雙面受栽彎曲疲勞應力的修正方法和相應
的計算公式，對原有的方法進行了補充。
雙面受載齒輪彎曲疲勞設計方法研究.pdf
展開 齒輪的表面完整性與抗疲勞制造技術的發展趨勢
建立齒輪的抗疲勞制造質量檢測體系和健康監測平臺，開發新型無損、在線的檢測技術與健康監測和研發相關設備將是齒輪抗疲勞檢測研究的重點。通過檢測可確保制造的齒輪抗疲勞性達到要求，通過健康監測可使齒輪的表面與次表面性能的破壞程度得到控制，從而實現齒輪長壽命、高可靠和安全使用的目的。
齒輪抗疲勞制造技術的未來發展趨勢可簡單總結為高、精、細、深。高是齒輪的表面性能要求高; 精是齒輪的表面最終要采用精加工; 細是齒輪加工工藝要求更細; 深是齒輪的表面改性層要深，可承擔較高載荷和具有較長的使用壽命。
4 結束語
齒輪的表面完整性制造與抗疲勞制造將賦予齒輪表面具有新性能與功能，使齒輪零件具有長壽命、抗疲勞、高可靠的服役特性，是實現我國齒輪產業結構升級、產品換代的關鍵核心技術，也是我國齒輪生產行業從中低端產品生產邁向高端產品制造的重要途徑。
實現齒輪從成形制造到表面完整性制造的轉變并發展新的齒輪抗疲勞制造技術體系，需要體制的完善、市場的作用，更需要我們意識的改變和核心技術的培育，希望大家共同努力，為實現齒輪制造強國夢而努力。
來源：金屬熱處理
展開 疲勞分析|Abaqus Goodman方法案例操作 附ABAQUS疲勞分析簡介下載
Abaqus/View結果讀取
讀取分析歷程中的最大交變應力和最小交變應力云圖
新建場變量：Alternating Stress和Mean Stress
根據公式：
在Abaqus后處理新建場變量
輸出場變量值到Excel
針對新建場，輸出單元積分點對應的交變應力和平均應力，并輸出到Excel，與Goodman圖一并繪制。
上圖，
仿真所得單元積分點落到
曲線的上方或下方，
處于上方為疲勞壽命沒達到
臨
界曲值
10
E5
次。
下載地址：ABAQUS疲勞分析簡介
Abaqus齒輪鏈條傳動仿真 附ABAQUS經典例題集下載
最新版的不用這么麻煩了，在Abaqus/CAE 2020中已經支持直接定義Abaqus/Explicit General Contact的初始狀態調整，可以非常方便地消除網格的初始穿透。
下載地址：ABAQUS經典例題集
聯合ABAQUS與Fe-safe的隨機振動疲勞分析（隨機疲勞理論及有限元軟件操作講解） ￥25
4.3.2 隨機振動分析結果
由Abaqus計算隨機振動，獲得均方根（RMS）應力，Mises均方根應力如圖9所示。最大應力位置出現在靠近固定的拐角處。故振動疲勞分析重點留意此區域附近。
4.3.3 隨機振動疲勞分析結果
使用fe-safe計算振動疲勞壽命，獲得算例最短的振動時間 T=10E+4.52=33113秒 ，算例模型中最短壽命區域與隨機振動分析結果相吻合。
5. 結論
本文介紹隨機疲勞壽命分析的基礎理論，并使用有限元軟件ABAQUS與Fe-safe聯合仿真技術，在基于PSD譜上，對某一啞鈴狀板梁進行了隨機振動疲勞壽命仿真分析，同時也介紹了該聯合仿真分析的流程。在分析結果中，對比了隨機振動仿真的RMS計算結果和fe-safe隨機疲勞壽命的計算結果，評估分析結果的可信度。此疲勞仿真分析技術對產品的開發有著重要的幫助，可以在產品設計階段有效控制其疲勞壽命, 指導結構設計，縮短開發周期，降低開發成本。
此外，后期我會補充一些實際項目中的應用案例，為讀者在解決實際的工程問題中提供一定的參考,敬請期待！
參考文獻
[1] 劉龍濤，李傳日，程祺. 某結構件的隨機振動疲勞分析[J]. 振動與沖擊，2013, 32(21)
[2] 林 明，謝里陽. 疲勞壽命預測頻域方法分析與比較[J]. 失效分析與預防，2016，11(5)
[3] 楊萬均，施榮明. 隨機振動應力幅值的分布規律[J]. 機械設計與研究，2011，27(6)
[4] 李西順. 基于OptiStruct的電動汽車電池包振動疲勞分析. Altair技術大會優秀論文
[5] 達索公司. Abaqus Analysis User's Manual.
展開 ABAQUS低周循環疲勞LCF模擬三維疲勞裂紋擴展一些經驗 ￥2.6
ABAQUS中的LCF(LOW CYCLE FATIGUE功能結合XFEM和PARIS法則可以模擬裂紋的疲勞擴展，計算裂紋每前進一步所需要的循環次數。下面給出了具體的C3、C4與Paris參數的計算過程，和自己看論文等的一些總結與經驗，關于step的一些調整等，后面做了一個三維平板的案列，案例參考文獻中的參數，結果與文獻中較為符合，參考文獻和CAE也給出。
Abaqus 應用之疲勞 + XFEM ￥9.99
而 Abaqus 作為一款強大的有限元分析軟件，在處理疲勞分析和擴展有限元法（XFEM）方面有著卓越的表現。
一、Abaqus 中的疲勞分析
疲勞是指材料在循環載荷作用下，經過一定次數的循環后，產生裂紋并逐漸擴展，最終導致結構失效的現象。Abaqus 提供了全面的疲勞分析工具，可以幫助工程師預測結構在疲勞載荷下的壽命。
疲勞分析方法
應力壽命法：基于材料的 S-N 曲線，通過計算結構在循環載荷下的應力范圍，來預測結構的疲勞壽命。
應變壽命法：考慮材料的塑性變形，通過計算結構在循環載荷下的應變范圍，來預測結構的疲勞壽命。
裂紋擴展法：基于斷裂力學理論，通過計算裂紋在循環載荷下的擴展速率，來預測結構的剩余壽命。
疲勞分析流程
定義材料屬性：包括彈性模量、泊松比、屈服強度、疲勞性能參數等。
建立有限元模型：根據實際結構建立幾何模型，并進行網格劃分。
施加載荷和邊界條件：根據實際工況，施加循環載荷和邊界條件。
進行疲勞分析：選擇合適的疲勞分析方法，設置分析參數，進行疲勞分析。
查看分析結果：查看結構的疲勞壽命、損傷分布等結果，評估結構的可靠性。
二、Abaqus 中的 XFEM
擴展有限元法（XFEM）是一種用于模擬裂紋擴展的數值方法。與傳統的有限元法相比，XFEM 不需要對裂紋進行重新網格劃分，可以有效地模擬裂紋的任意路徑擴展。
展開 ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態有限元分析 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
齒輪是最常用的零部件之一，起到了傳遞扭矩的作用。為了研究齒輪固有頻率和振型的影響因素，改善齒輪的動態特性，齒輪通過與其它齒狀機械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動，可實現改變轉速與扭矩、改變運動方向和改變運動形式等功能。
本文運用SolidWorks 三維建模軟件建立齒輪建模，并運用ABAQUS和振動分析理論對模型進行模態分析，用Lanczos算法提取固有頻率，得到齒輪的模態和振型，為優化齒輪的結構設計提供支持。
本文以ABAQUS有限元分析軟件為平臺, 對齒輪進行模態分析, 提取了前6階固有頻率與振型, 通過不同材料和腹板倒角的齒輪選擇，對固有頻率與振型變化趨勢的分析, 為齒輪的結構設計和優化及提供了設計依據, 同時為進一步的動力學分析奠定了基礎。
模態分析的基本理論
1
1.基本理論
模態是機械結構的固有振動特性, 指結構在各頻率下的動態響應, 一個系統的動態響應是其若干階模態振型的綜合。
展開 abaqus仿真金屬齒輪切齒 ￥30
從hypermesh到abaqus的齒輪切削仿真
ABAQUS斷裂與疲勞理論與案例實施 ￥20
由于課程內容包含斷裂力學的基礎，因此 FEM 和 ABAQUS 解釋從零開始</div><div contenteditable="false" width="100%">描述：</div><div contenteditable="false" width="100%">疲勞是機械結構失效的最常見原因。為了調查這種現象，研究人員進行了實驗，進行實際疲勞實驗需要大量的時間、大量的財政資源，并且受到尺寸限制的限制。解決方案在于開發和驗證精確的數值模型。這是我們課程背后的主要驅動力，因為它能夠準確可靠地預測裂紋的生長。本課程深入探討了使用擴展有限元法 （XFEM） 結合巴黎定律公式對疲勞裂紋擴展進行高級仿真，并在 ABAQUS 軟件中完全實現。該課程強調直接循環疲勞和低周疲勞方法，為分析材料在循環載荷下的劣化提供了一個全面的框架。</div><div contenteditable="false" width="100%">您將學習：1.斷裂力學基礎和疲勞裂紋擴展：</div><div contenteditable="false" width="100%">2。有限元法 （FEM） 和擴展有限元法 （XFEM）&nbsp;&nbsp;– FEM 的核心原理及其如何應用于裂紋擴展模擬。&nbsp;– XFEM 的覆蓋范圍，包括富集函數，以及&nbsp;級別設置方法。&nbsp;&nbsp;– 如何在傳播過程中不重新劃分網格的情況下對裂縫進行建模，以及 XFEM 如何處理不連續性.</div><div contenteditable="false" width="100%">3.疲勞裂紋擴展狀態：&nbsp;&nbsp;– 了解裂紋尺寸和周期之間的關系，包括應力比效應等因素。
展開 基于ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態分析
齒輪有限元模型的建立
1. 齒輪建模
由于直接在abaqus中建立齒輪的模型比較麻煩，故先在solidworks中建立齒輪的三維模型，然后再導入abaqus中。
圖1 齒輪模型
2. 齒輪邊界約束
對齒輪進行模態分析的目的主要是獲得齒輪不同階下的固有頻率和振型，因而不需要對齒輪進行加載，只需約束其邊界條件，根據齒輪的工作條件，對齒輪的內圓柱面和鍵槽面的x、y、z方向的平動位移進行約束。
3. 齒輪網格劃分
對齒輪進行網格劃分，最大整體尺寸為3，幾何次數選擇線性攝動，選取單元類型為四面體單元C3D4。
有限元結果分析
1. 材料不同
不同材料的彈性模量和泊松比及密度不同，進而會影響到齒輪的固有頻率和振型，本文中選擇灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鋼、碳鋼和合金鋼。通過模態分析查看不同材料對于齒輪固有頻率的影響，因為低階頻率對于結構的振動影響較大，所以僅取了模態的前6階模態分析結果，圖2是齒輪的振型圖以及最大位移振動變化，由于不同材料的振型圖較多，故只選取碳鋼的齒輪的1、3、5階振型圖作為示意。
一階振型圖
三階振型圖
五階振型圖
圖2 碳鋼齒輪的1、3、5階振型圖
由振型圖可以很直觀的看出齒輪的振動形態，觀察到齒根處和輪齒為齒輪的薄弱環節，在低階情況下，通過分析不同材料齒輪的振型圖，可以發現齒輪的振型主要為扭轉和彎曲振動，齒輪的階數越高，振動的位移越大，齒輪振動越劇烈，噪音越大。表1是不同材料的齒輪在不同階下的固有頻率，并將數據繪制成曲線圖，如圖3所示。
展開 
基于ABAQUS的齒輪瞬態動力學分析 ￥30
該案例是一對齒輪的動態分析，小齒輪施加轉速，大齒輪加阻力矩
Abaqus齒輪磨削仿真案例講解(二)
[圖片]
abaqus中齒輪的多體動力學
設置
（創建 連接線-連接屬性-賦予屬性 這三個步驟省去）
5.3 賦予相關齒輪點質量
（對1、2兩點）
6 邊界條件
7 分析結果
（扭矩曲線）
（角速度曲線）
最后，請大家關注我的微信公眾號“abaqus慢慢來”
Abaqus XFEM疲勞裂紋擴展(基于Paris公式)教程 ￥39.9
Abaqus XFEM疲勞裂紋擴展(基于Paris公式)教程
本文將詳細介紹在abaqus軟件中，利用擴展有限元（XFEM）實現疲勞裂紋擴展，用的是二維CT模型，三維模型同理。
主要包括一下幾方面：1.模型的建立（包括材料賦予，預制裂紋，分析步設置，邊界條件設置）2.關鍵詞設置（裂紋擴展的Paris公式在abaqus中的換算）3.收斂問題。
1. 模型的建立
根據國標GB/T 6398-2017，金屬材料疲勞試驗疲勞裂紋擴展方法所規定的CT模型建模方法：
在abaqus中建模并且在中間畫好過渡線，可得：
再建一個預制裂紋（裂紋長度為1mm，你可以根據自己需要選擇長度）的模型：
材料賦予正常進行，賦予彈性和塑性就行，預制裂紋不需要賦予材料屬性（例子為了方便，只賦予彈性部分）
裝備部分，選擇CT模型及預制裂紋兩個part，再將預制裂紋移動至裂紋尖端:
Step設置：
本文用的是direct cycle分析步
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