abaqus齒形分析的案例
ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態(tài)有限元分析 附ABAQUS有限元分析常見問題解答下載
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基于ABAQUS的直齒圓柱齒輪模態(tài)分析
齒輪是依靠齒的嚙合傳遞扭矩的輪狀機(jī)械零件。齒輪通過與其它齒狀機(jī)械零件（如另一齒輪、齒條、蝸桿）傳動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)改變轉(zhuǎn)速與扭矩、改變運(yùn)動(dòng)方向和改變運(yùn)動(dòng)形式等功能。在工作過程中，齒輪可能會(huì)由于機(jī)械振動(dòng)而產(chǎn)生噪聲，這樣會(huì)降低齒輪的嚙合精度和傳遞效率，從而影響齒輪的壽命。
本文以ABAQUS有限元分析軟件為平臺，對齒輪進(jìn)行模態(tài)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化及提供了設(shè)計(jì)依據(jù)，同時(shí)為進(jìn)一步的動(dòng)力學(xué)分析奠定了基礎(chǔ)。
模態(tài)分析的基本理論
模態(tài)是機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，指結(jié)構(gòu)在各頻率下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是其若干階模態(tài)振型的綜合。對于一般的多自由度系統(tǒng)來說，運(yùn)動(dòng)都可以由其振動(dòng)的模態(tài)來合成，有限元的模態(tài)分析就是建立模型模態(tài)進(jìn)行數(shù)值分析的過程，其運(yùn)動(dòng)微分方程是
式中，[M] 為質(zhì)量矩陣，[C] 為阻尼矩陣，[K] 為剛度矩陣；X(t) 為系統(tǒng)各點(diǎn)的位移響應(yīng)向量；F(t) 為系統(tǒng)各點(diǎn)的激勵(lì)力向量。
展開 致宇航員慘死的“O形密封圈”！ABAQUS橡膠制品仿真分析怎么做
但連接兩艙的分離插頭分離后，返回艙的壓力閥門被震開，密封性能被破壞，艙內(nèi)壓強(qiáng)迅速減小，致使3名宇航員慘死在密封艙中；再如1986年1月28號，美國“挑戰(zhàn)者”號在執(zhí)行代號STS-51-L的第十次太空任務(wù)時(shí)，因?yàn)橛覀?cè)固態(tài)火箭助推器上面的一個(gè)僅僅價(jià)值數(shù)美元的O形密封圈失效，導(dǎo)致一連串的連鎖反應(yīng)，并且在升空后73秒時(shí)，爆炸解體墜毀，機(jī)上7名宇航員都在該次意外中罹難，直接經(jīng)濟(jì)損失多達(dá)12億美元；又如我國火箭也曾因密封泄漏故障造成衛(wèi)星不能準(zhǔn)確入軌。
本文就以O(shè)形密封圈為例帶你學(xué)習(xí)橡膠制品仿真分析：
1、模型描述：
如圖1所示，簡易的管道連接示意圖，右圖為左圖的刨面圖。這樣我們可以清晰的到藍(lán)色部分為壓頭，金屬材質(zhì)；灰色部分為密封槽，金屬材質(zhì)；綠色部分為O形密封圈，橡膠材質(zhì)。
圖1 簡易的管道連接示意圖及其刨面圖
2、模型簡化
考慮到金屬材質(zhì)相對于橡膠材質(zhì)要硬度要高很多，一般金屬的楊氏模量為GPa級別，而橡膠的等效楊氏模量一般為MPa級別，所以相對于橡膠而言，金屬部分可以近似看作剛性部件，另外，針對本次仿真的目的而言，我們不關(guān)心金屬部分的受力或者形變，綜上原因，在有限元建模時(shí)可以將金屬部分設(shè)置為解析剛體。如圖2所示
圖2、有限元分析模型
ABAQUS軟件仿真過程
●Part模塊
打開ABAQUS軟件，在其Part模塊選擇Create Part，自動(dòng)進(jìn)入草圖模塊依據(jù)圖3所示尺寸分別創(chuàng)建橡膠、壓頭和密封槽三個(gè)部件。
圖3、模型尺寸示意圖
●Property 模塊
由于兩個(gè)金屬部件被創(chuàng)建為解析剛體，其不用附加屬性。橡膠部分為可變形體，我們賦予它超彈性屬性，具體設(shè)置如圖4所示
圖4、橡膠屬性設(shè)置示意圖
●Assembly模塊：默認(rèn)即可。
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