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</p><p>5 連桿瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析</p><p>5.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)基本理論</p><p>瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析是一種用于計(jì)算結(jié)構(gòu)在隨時(shí)間變化的載荷作用下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的方法。在Ansys中，這種技術(shù)可以用來計(jì)算結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷下的位移、應(yīng)變和應(yīng)力隨時(shí)間的變化。在進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，需要考慮慣性力和阻尼的影響，這些因素與載荷和時(shí)間的相關(guān)性有關(guān)。

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、對有限元分析感興趣的工程師你會(huì)得到什么：1、學(xué)習(xí)連桿的三維模型處理2、學(xué)習(xí)連桿接觸相關(guān)的接觸設(shè)置3、學(xué)習(xí)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析步的建立4、學(xué)習(xí)連桿瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析的載荷施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.

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案例介紹了ANSYS workbench 軸輥轉(zhuǎn)動(dòng)瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。 ?

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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。

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建議 要對多體系統(tǒng)進(jìn)行類似的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，請考慮以下提示和建議： &bull; 通過將所有零件建模為通過關(guān)節(jié)相互連接的剛體，確保模型的運(yùn)動(dòng)和行為在運(yùn)動(dòng)學(xué)上一致。可以使用剛性動(dòng)力學(xué)求解器（在ANSYS Mechanical中提供）來執(zhí)行此操作。 &bull; 通過選擇具有相似行為的連接副，放松連接副造成的過度約束。

默認(rèn)情況下，收斂性檢查是在整個(gè)模型上進(jìn)行的。通過將 “Convergence Scope” 設(shè)置為 “Geometry Selection”，可將收斂性檢查限制在一組實(shí)體上。 當(dāng)使用 Ansys 隱式求解器提供預(yù)加載時(shí)（Relaxation Type: Explicit After Ansys Solution），采用的方法略有不同。

</p><p>2 齒輪瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析</p><p>2.1 瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析基本理論</p><p>瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析是一種用于計(jì)算結(jié)構(gòu)在隨時(shí)間變化的載荷作用下的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)的方法。在Ansys中，這種技術(shù)可以用來計(jì)算結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷下的位移、應(yīng)變和應(yīng)力隨時(shí)間的變化。在進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，需要考慮慣性力和阻尼的影響，這些因素與載荷和時(shí)間的相關(guān)性有關(guān)。

該命令流為計(jì)算單轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)在加速運(yùn)行過程中，受質(zhì)量不平衡激勵(lì)下的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。可以準(zhǔn)確計(jì)算出在共振轉(zhuǎn)速下的峰值及彎曲應(yīng)變能情況。給出了詳細(xì)的表加載轉(zhuǎn)速和不平衡力的方法，可供參考。/prep7!

這可能導(dǎo)致后續(xù)的計(jì)算全都無法收斂。2019版本開始可以定義，在若干個(gè)頻率無法收斂后，會(huì)把初始條件強(qiáng)制設(shè)置為零，從而提高計(jì)算的魯棒性。下圖紅色數(shù)據(jù)點(diǎn)和藍(lán)色數(shù)據(jù)點(diǎn)分別是2019版和2018版本的結(jié)果對比。●延續(xù)步驟（Continuation Procedure）延續(xù)步驟可以提高魯棒性，準(zhǔn)確捕捉非線性響應(yīng)，下圖中實(shí)線為2019版的計(jì)算結(jié)果，兩條虛線是之前版本的計(jì)算結(jié)果。

在Ansys中，這種技術(shù)可以用來計(jì)算結(jié)構(gòu)在穩(wěn)態(tài)載荷、瞬態(tài)載荷和簡諧載荷下的位移、應(yīng)變和應(yīng)力隨時(shí)間的變化。在進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析時(shí)，需要考慮慣性力和阻尼的影響，這些因素與載荷和時(shí)間的相關(guān)性有關(guān)。如果不考慮慣性力和阻尼，則可以使用靜力學(xué)分析來代替瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析。

隨后做瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，模擬得到圓盤處的振幅時(shí)程曲線如下：與ANSYS HELP的APDL結(jié)果對比可知，兩結(jié)果幾乎一致，振幅最大值出現(xiàn)在大約2.6s的時(shí)候，對應(yīng)轉(zhuǎn)速為3250rpm，與模態(tài)分析結(jié)果吻合。