齒輪ansys分析步驟
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
齒輪ansys分析步驟的視頻教程
(持續(xù)更新)外嚙合齒輪、內(nèi)嚙合齒輪、蝸輪蝸桿類瞬態(tài)、顯式動(dòng)力學(xué)分析，ANSYS ,LS-DYNA,H
針對(duì)齒輪類動(dòng)力學(xué)持續(xù)輸出分析教程，和大家交流。如有問(wèn)題可直接私聊，在學(xué)習(xí)中進(jìn)步。
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ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS在原有Mechanical APDL(也叫ANSYS Classical)的基礎(chǔ)上，相繼合并開(kāi)發(fā)了ANSYS Workbench CFX和ANSYS CFX,從12.0版本開(kāi)始又合并集成了另一款著名的計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT。通過(guò)堅(jiān)持不懈的努力，ANSYS流固耦合分析從單向到雙向、從簡(jiǎn)單二維模型到復(fù)雜三維模型、從小變形分析到基于動(dòng)網(wǎng)格或網(wǎng)格重構(gòu)的大變形分析，功能不斷增加，分析能力大幅加強(qiáng)、分析結(jié)果日益精確。
同時(shí)，由于集成了多個(gè)產(chǎn)品，流固耦合的分析使用方法也變得多種多樣，比如可以通過(guò)Mechanical APDL Product Launcher設(shè)置基于MFX的雙向耦合分析，可以通過(guò)Mechanical APDL本身設(shè)置與CFX或FLUENT的單向耦合分析，可以通過(guò)ANSYS Workbench設(shè)置與CFX和FLUENT的單向耦合分析，通過(guò)ANSYS Workbench平臺(tái)設(shè)置ANSYS和CFX的雙向耦合分析，
到13.0版本雖然還不支持ANSYS與FLUENT的雙向耦合分析，但是通過(guò)第三方軟件MPCCI也可以輕松實(shí)現(xiàn)雙向耦合分析，具體的可行性設(shè)置方式如表1所示。
展開(kāi) 前幾天有讀者在公眾號(hào)上私信筆者，想讓筆者做一個(gè)齒輪運(yùn)動(dòng)仿真。今天筆者便使用ANSYS Workbench的Transient Structural（瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)）模塊，模擬一下齒輪傳動(dòng)。
Step1：
建立齒輪副模型。
筆者使用PTC公司的Creo2.0，通過(guò)調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，建立了一個(gè)齒輪副，兩個(gè)齒輪相同，參數(shù)為：齒數(shù)20，模數(shù)2。
Step2：
導(dǎo)入齒輪副模型。
導(dǎo)入Creo建立的幾何模型，雙擊Model進(jìn)入Mechanical。
Step4：
建立摩擦接觸。
建立摩擦接觸，摩擦系數(shù)設(shè)置為0.2；接觸面為齒輪1的齒面，目標(biāo)面為齒輪2的齒面；將Formulation接觸算法設(shè)置為Pure Penalty純罰函數(shù)法，其他設(shè)置保持默認(rèn)。
Step5：
網(wǎng)格劃分
。
為了節(jié)約計(jì)算時(shí)間，網(wǎng)格設(shè)置使用默認(rèn)設(shè)置，網(wǎng)格尺寸為1.5mm。
Step6：
建立轉(zhuǎn)動(dòng)副
。
我們要讓齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，需要在齒輪中心建立一個(gè)Revolve Joint轉(zhuǎn)動(dòng)副。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的參照物是大地，所以我們選擇Body-Ground，具體設(shè)置方法如下圖一。在Details of Revolute - Ground To chilun.prt\CHILUN中，把Mobile中的Scope選擇為齒輪1的轉(zhuǎn)動(dòng)孔面，如下圖二所示，其余設(shè)置保持默認(rèn)。同樣的方法，設(shè)置齒輪2的轉(zhuǎn)動(dòng)副。創(chuàng)建好的轉(zhuǎn)動(dòng)副如下圖三所示。
Step7：
分析設(shè)置
。
1.
展開(kāi) 后臂斷裂位置與有限元結(jié)果對(duì)比
下載地址：ANSYS和ADAMS聯(lián)合仿真步驟--剛?cè)峄旌夏Ｐ徒?/span>
今天介紹一下如何利用workbench實(shí)現(xiàn)錐齒輪嚙合的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。今天將以這種方式介紹workbench錐齒輪嚙合分析的流程。
圖1 有限元分析流程
0
1
前處理
1.1 幾何模型的構(gòu)建
本文幾何模型導(dǎo)入workbench中，如圖所示
圖2錐齒輪幾何模型
1.2 材料定義
材料選用默認(rèn)結(jié)構(gòu)鋼
1.3 有限元模型的構(gòu)建
有限元模型的構(gòu)建包括材料賦予、網(wǎng)格劃分以及連接關(guān)系的構(gòu)建
1.3.1 材料賦予
雙擊瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析流程中的Model，進(jìn)入Mechanical界面，單擊項(xiàng)目樹(shù)幾何結(jié)構(gòu)下的兩個(gè)零件，左下角細(xì)節(jié)框中，材料處指派材料為structural steel
1.3.2 網(wǎng)格劃分
左側(cè)項(xiàng)目樹(shù)網(wǎng)格處插入一個(gè)方法，選中兩個(gè)零件，劃分方法為四面體；然后插入兩個(gè)尺寸調(diào)整，對(duì)所有齒面進(jìn)行尺寸控制，得到了如圖所示的網(wǎng)格模型。
圖3 網(wǎng)格模型
1.3.3 連接關(guān)系的構(gòu)建
刪除系統(tǒng)自動(dòng)生成的初始接觸，手動(dòng)創(chuàng)建相應(yīng)接觸和連接副。
首先在左側(cè)項(xiàng)目樹(shù)連接下插入一個(gè)摩擦接觸：接觸面和目標(biāo)面分別選擇兩個(gè)錐齒輪齒面，摩擦系數(shù)為0.15。然后在左側(cè)項(xiàng)目樹(shù)連接中插入兩個(gè)回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)中連接類型改為幾何體-對(duì)地，范圍分別選擇錐齒輪齒輪的內(nèi)孔面。
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如何在 Ansys 中對(duì)齒輪進(jìn)行分析？
按照以下步驟進(jìn)行
步驟 1：
按照下面的圖片做
第 2 步：
按照下面的圖片做
步驟3：
按照下面的圖片做
步驟4：
按照下面的圖片做
步驟5：
按照下面的圖片做
第 6 步：
按照下面的圖片做
剛體動(dòng)力學(xué) (RBD) 屬于經(jīng)典力學(xué)，它利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解 1D、2D 或 3D 空間中運(yùn)動(dòng)的剛體的運(yùn)動(dòng)。該項(xiàng)目是關(guān)于使用 ANSYS Workbench（機(jī)械）對(duì)連桿曲柄滑動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行 RBD 分析。 ANSYS Mechanical 仿真文件供下載
文件
file.wbpz
使用 ANSYS Mechanical 對(duì)齒輪箱進(jìn)行有限元分析。包括模擬文件
file.mechdat
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)齒輪三維模型的處理
2、學(xué)習(xí)模態(tài)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)模態(tài)分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 齒輪模態(tài)分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有的分析文件。
<p><span style="color: rgb(51, 51, 51); background-color: rgb(255, 255, 255);">本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：</span></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51); background-color: rgb(255, 255, 255);">1、學(xué)習(xí)型仿真工程師</span></p>
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對(duì)有限元分析感興趣的工程師
你會(huì)得到什么：
1、學(xué)習(xí)齒輪接觸的三維模型處理
2、學(xué)齒輪連接非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)齒輪靜結(jié)構(gòu)接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 齒輪靜結(jié)構(gòu)接觸分析
ANSYS 流固耦合分析的基本步驟
ANSYS在原有Mechanical
機(jī)械動(dòng)力傳輸系統(tǒng)最關(guān)鍵的機(jī)械部件之一是齒輪。為了傳遞扭矩，帶有切齒的紡紗機(jī)部件與另一個(gè)齒部件嚙合。由于其高度的多功能性，齒輪被用于各種各樣的應(yīng)用，從小型手表到大型重型設(shè)備，如汽車和航空航天工業(yè)以及船用發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的設(shè)備。因此，接觸應(yīng)力和彎曲應(yīng)力是影響齒輪故障的兩個(gè)關(guān)鍵因素
來(lái)源：仿真學(xué)習(xí)與應(yīng)用
案例簡(jiǎn)介
本案例源自某公司噴漿機(jī)產(chǎn)品在工程使用中出現(xiàn)機(jī)械臂裂縫甚至斷裂的真實(shí)情況。該噴漿機(jī)機(jī)械臂在頻繁的啟停時(shí)，后臂處出現(xiàn)裂口后斷裂，可能造成嚴(yán)重安全事故。為分析機(jī)械臂斷裂的原因，并對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，本案列運(yùn)用Adams和Ansys對(duì)機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)模型和后臂有限元模型進(jìn)行建模分析
今天介紹一下如何利用workbench實(shí)現(xiàn)錐齒輪嚙合的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。今天將以這種方式介紹workbench錐齒輪嚙合分析的流程。
圖1 有限元分析流程
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