【瞬态动力学】斜齿轮齿面摩擦接触分析

2024-07-14 07:08| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录引言摩擦接触斜齿轮摩擦接触实例材料属性定义接触网格设置边界条件结果分析

引言

瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是确定承受任意随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。

瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。

载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。

摩擦接触

ANSYS采用弹性库伦coulomb模型，允许粘合和滑移，通过插入命令流的形式可以定义静摩擦系数、初始粘合力等。

在这里插入图片描述

ANSYS Workbench中摩擦接触选项中只能输入动摩擦系数。

输入动静摩擦系数能够使摩擦转化更为平滑，使得收敛性更好。摩擦接触子步数一定要足够多，满足相应精确解的要求。当摩擦系数设置超过0.3时，接触刚度矩阵变为非对称矩阵，需要调用非对称求解器在这里插入图片描述

斜齿轮摩擦接触实例材料属性

插入瞬态分析模块，定义默认材料结构钢，导入斜齿轮结构模型。在这里插入图片描述

定义接触

摩擦接触，摩擦系数为0.2，插入接触工具，检查初始接触状态

穿透不可以存在！

如下图插入两个旋转关节，定义位置在齿轮内圈（刚性）

在这里插入图片描述

网格设置

网格密度设置为高，打开网格中节点，设置高阶单元，

为了在网格密度不高的情况下，提高接触精度

将初始接触状态调整为adjust to touch，对应keyopt(5)=1和keyopt(9)=1

该目的是为了将初始穿透调整为0 在这里插入图片描述

边界条件

如下图所示，通过关节负载可以定义主动齿轮转速1500rmp，从动齿轮负载扭矩200Nm 在这里插入图片描述

结果分析

Von-mises应力结果，如下图所示，由于关节定义为刚性，故齿轮内圈并无等效应力在这里插入图片描述最大接触应力发生在接触齿面

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