ANSYS瞬態(tài)動力學齒輪的案例
ANSYS Workbench齒輪瞬態(tài)動力學仿真
4
總結
ANSYS Workbench對齒輪進行動力學仿真是非常方便，包括接觸的設置、轉動副的設置等都非常方便。如果計算不收斂時，主要通過調試網(wǎng)格質量、接觸算法、載荷施加的方式等；再者就是裝配體模型一定不要有干涉。還有就是由于齒輪的瞬態(tài)動力學計算量較大，可以仿真轉動兩三個齒即可，為提高計算的準確性，可以將這兩三個齒進行網(wǎng)格局部加密，以便更加接近真實解。
源自CAE集中營
ANSYS workbench錐齒輪嚙合瞬態(tài)動力學分析 附ANSYS Workbench 下載
今天介紹一下如何利用workbench實現(xiàn)錐齒輪嚙合的瞬態(tài)動力學分析。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 幾何模型的構建
本文幾何模型導入workbench中，如圖所示
圖2錐齒輪幾何模型
1.2 材料定義
材料選用默認結構鋼
1.3 有限元模型的構建
有限元模型的構建包括材料賦予、網(wǎng)格劃分以及連接關系的構建
1.3.1 材料賦予
雙擊瞬態(tài)動力學分析流程中的Model，進入Mechanical界面，單擊項目樹幾何結構下的兩個零件，左下角細節(jié)框中，材料處指派材料為structural steel
1.3.2 網(wǎng)格劃分
左側項目樹網(wǎng)格處插入一個方法，選中兩個零件，劃分方法為四面體；然后插入兩個尺寸調整，對所有齒面進行尺寸控制，得到了如圖所示的網(wǎng)格模型。
圖3 網(wǎng)格模型
1.3.3 連接關系的構建
刪除系統(tǒng)自動生成的初始接觸，手動創(chuàng)建相應接觸和連接副。
首先在左側項目樹連接下插入一個摩擦接觸：接觸面和目標面分別選擇兩個錐齒輪齒面，摩擦系數(shù)為0.15。然后在左側項目樹連接中插入兩個回轉，回轉中連接類型改為幾何體-對地，范圍分別選擇錐齒輪齒輪的內孔面。
展開 學習記錄——Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學評估——直齒圓柱齒輪動力學評估
今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學評估，該案例的難點是第一點是如何通過接觸對齒輪進行等效模擬，第二個是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉剛度。
本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。如圖所示。
1.前處理
1.1幾何模型系統(tǒng)的構建
導入模型如圖所示。
1.2材料模型系統(tǒng)的構建
密度：7850
楊氏模量：210e9
泊松比：0.3
1.3有限元模型系統(tǒng)的構建
1.3.1材料賦予
1.3.2連接關系：轉動和接觸
1.3.3網(wǎng)格劃分
2求解
2.1載荷邊界條件
主要是兩個齒輪的轉動副。
2.2位移邊界條件
2.3求解設定
關閉自動時間步，打開大變形，時間步設50。
3.后處理
下面是本案例的思維導圖。
展開 學習記錄——Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學評估——直齒圓柱齒輪動力學評估
<p>今天學習的案例是是Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學評估，該案例的難點是第一點是如何通過接觸對齒輪進行等效模擬，第二個是影響齒輪收斂因素主要是法向剛度和扭轉剛度。</p><p>本案例還是遵循377原則，即三大步三小步。<span style="color: rgb(25, 27, 31);">如圖所示。
基于ABAQUS的齒輪瞬態(tài)動力學分析 ￥30
該案例是一對齒輪的動態(tài)分析，小齒輪施加轉速，大齒輪加阻力矩
Workbench齒輪嚙合瞬態(tài)動力學分析簡例
如何利用workbench實現(xiàn)齒輪嚙合的瞬態(tài)動力學分析。
如下圖所示
今天將以這種方式介紹使用workbench實現(xiàn)齒輪嚙合的分析流程。有限元分析流程分為3大步、3小步。
workbench 瞬態(tài)動力學 求解齒輪嚙合的例子。
ANSYS Workbench對齒輪進行動力學仿真是非常方便，包括接觸的設置、轉動副的設置等都非常方便。如果計算不收斂時，主要通過調試網(wǎng)格質量、接觸算法、載荷施加的方式等；再者就是裝配體模型一定不要有干涉。還有就是由于齒輪的瞬態(tài)動力學計算量較大，可以仿真轉動兩三個齒即可，為提高計算的準確性，可以將這兩三個齒進行網(wǎng)格局部加密，以便更加接近真實解。
如下圖所示為斜齒輪裝配體，分析齒輪嚙合過程中的力學屬性。其中，左邊主動輪施加轉速，其值為60rpm；右邊從動輪施加轉矩，其值10N·M。
2.分析思路
（1）由于是動力學分析，這里選擇瞬態(tài)動力學分析模塊；
（2）兩個齒輪的嚙合面存在相對運動的接觸，使用摩擦接觸；
（3）兩個齒輪需要轉動，通過轉動副實現(xiàn)；
（4）轉速和扭矩載荷都通過轉動副載荷（Joint Load）實現(xiàn)。
3.分析步驟
（1）創(chuàng)建瞬態(tài)動力學分析模塊，設置材料屬性，這里就用默認的結構鋼，導入幾何模型；
（2）賦予材料屬性，保持默認的結構鋼；
（3）設置接觸。如下圖所示，接觸面選擇所有的主動輪嚙合面，目標面選擇所有的從動輪嚙合面，設置接觸關系為摩擦接觸，摩擦系數(shù)設置為0.2。
提示：由于選擇的面太多，直接點擊選取比較麻煩，這里提供一個較為簡單的方法就是通過工具欄中的框選按鈕（Box Select），比如說要選擇主動輪上的接觸面，可以先將從動輪隱藏，然后通過Box Select選取主動輪所有的面，然后按著Ctrl鍵通過點擊鼠標左鍵反選不需要的面；從動輪的接觸面亦是如此。
注意：對于齒輪分析來說，一定要檢查接觸是否有干涉。
（4）創(chuàng)建轉動副連接關系。選中模型樹上的Connections，然后在工具欄中的Body-Ground中的Revolute，即轉動副，然后選取齒輪的內表面，軟件將自動識別旋轉中心。
展開 Workbench心得——行星齒輪瞬態(tài)動力學分析
在這里首先將三角形的齒輪架給剛化，因為整個分析中不考慮它的影響，主要考慮齒輪之間的作用。
然后我們就需要對模型添加約束和連接，主要包括有joints和frictionless contacts，添加完的效果如圖。添加過程請看下面詳述。
首先添加三個類似的運動副，都是需要Body-Ground形式。
第一個添加太陽輪的旋轉副。revolute joint。Body-ground。
再添加三角架的旋轉副。revolute joint。Body-ground。
再添加內齒圈的固定副。fixed joint。Body-ground。
接著添加一個Body-Body的旋轉副，也就是三角板與行星輪之間的旋轉連接。revolute。Body-Boby。
最后就是兩個齒輪之間的接觸關系設置。按照經驗，在不考慮齒輪間摩擦的情況下，選擇frictionless 接觸類型。
展開 （交流貼）齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等
本人專攻齒輪動力學、機械動力學、行星齒輪動力學、人字齒行星齒輪動力學、MATLAB建模、Workbench強度仿真等，歡迎相關研究方向的人員來交流。
基于ANSYS APDL 轉子動力學建模及動力學分析，包括坎貝爾圖，瞬態(tài)分析等 ￥15
模型
坎貝爾圖
瞬態(tài)分析某點的軌跡圖
附件包括：轉子的建模文件zhu1，及轉子動力學模態(tài)、考慮預應力的轉子動力及瞬肪分析的命令流doc文件。
ANSYS Workbench連桿瞬態(tài)動力學仿真 ￥19.89
</p><p>5 連桿瞬態(tài)動力學分析</p><p>5.1 瞬態(tài)動力學基本理論</p><p>瞬態(tài)動力學分析是一種用于計算結構在隨時間變化的載荷作用下的動力學響應的方法。在Ansys中，這種技術可以用來計算結構在穩(wěn)態(tài)載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷下的位移、應變和應力隨時間的變化。在進行瞬態(tài)動力學分析時，需要考慮慣性力和阻尼的影響，這些因素與載荷和時間的相關性有關。如果不考慮慣性力和阻尼，則可以使用靜力學分析來代替瞬態(tài)動力學分析。對于線性結構，它的瞬態(tài)動力學平衡方程如下：</p><p><br></p><p>在Ansys有限元分析軟件中，式共有三種求解方法分別為：完全法、模態(tài)疊加法和縮減法。完全法和縮減法采用直接積分求解瞬態(tài)動力學平衡方程。而模態(tài)疊加法則使用坐標轉換解耦后開始求解。</p><p><br></p><p>5.1.1 模態(tài)疊加法</p><p>針對模態(tài)疊加法，式中的可寫為：</p><p><br></p><p>式中：</p><p>為節(jié)點力隨時間變化量；</p><p>為關于矢量載荷的比例因子；</p><p>是在模態(tài)分析中的矢量載荷。</p><p>利用模態(tài)坐標表示節(jié)點位移可通過下式得到：</p><p><br></p><p>式中，是第階模態(tài)振型；</p><p>是所要提取的模態(tài)數(shù)量。</p><p>根據(jù)式可得利用模態(tài)疊加法計算瞬態(tài)動力學問題首先需要進行模態(tài)分析，因為在節(jié)點位移中包含了模態(tài)振型。
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斯姆勒ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術講座：02-裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態(tài)動力學分析技術
●主要內容
裝配體剛體動力學分析
裝配體剛柔耦合動力學分析-瞬態(tài)動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-超單元動力學分析技術
裝配體剛柔耦合動力學分析-靜力學工況分析技術
共四節(jié)，平臺將免費更新2節(jié)
●技術背景
工程中存在大量運動機械；
基于傳統(tǒng)的靜力學工況計算沒有考慮結構的動態(tài)效應，譬如沖擊，將造成較大的計算誤差；
運動機械存在不同的姿態(tài)，計算所有的靜力學工況是不可能的，也很難確定其最不利工況；
ANSYS提供完整的動力學求解方案，能夠高效準確的計算運動機械的結構響應。
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技術專題：ANSYS裝配體剛柔耦合分析技術
用戶名：斯姆勒裝配體剛柔耦合分析
密碼：02981713589
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展開 ANSYS workbench軸輥轉動瞬態(tài)動力學 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習軸輥的三維模型處理
2、學習軸輥轉動非線性接觸相關的接觸設置
3、學習非線性瞬態(tài)動力學分析步的建立
4、學習軸輥轉動非線性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 軸輥轉動瞬態(tài)動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ANSYS workbench 連桿瞬態(tài)動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
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1、學習連桿的三維模型處理
2、學習連桿接觸相關的接觸設置
3、學習瞬態(tài)動力學分析步的建立
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案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿瞬態(tài)動力學分析。
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ANSYS workbench 滑塊瞬態(tài)動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
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2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
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1、學習滑塊的三維模型處理
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