齿轮动态接触应力有限元分析

为研究齿轮啮合过程中齿轮副各部位的应力分布,利用有限元法,对渐开线齿轮在移动荷载作用下的应力情况进行了分析计算,分析中考虑了接触应力和接触面积的关系,并将移动荷载进行了简化。结果发现,有限元计算后,经过数据处理,得到了各接触点的应力时程曲线,显示了齿轮啮合过程中齿周围区域的应力分布状态。因此得出结论:轮齿的应力集中主要位于齿根圆角处。在齿轮啮合过程中,此处最容易发生断裂,这将是齿轮主要的失效形式。由此可见,齿轮副应增强齿根强度,以提高其啮合寿命。     

基于ABAQUS有限元的分插机构齿轮接触分析

针对将偏心齿轮-非圆齿轮行星系应用于插秧机的混合齿轮行星系分插机构,运用有限元方法对非圆齿轮与偏心齿轮啮合状态仿真模型施加相应的非圆齿轮角速度和偏心齿轮转矩。结果表明,分插机构在极限转矩状态下运动时,非圆齿轮最大接触应力在180~200 MPa,偏心齿轮最大接触应力在320~420 MPa,非圆齿轮与偏心齿轮啮合正常,符合设计要求。     

清管器密封皮碗力学特性的有限元分析

清管器在油气管道内的运移过程是复杂的动力学问题,其密封皮碗与管壁的耦合作用是引起清管器动力学行为的主要原因。为了了解直板清管器密封皮碗与管壁作用的力学特性,采用有限元法,建立了单皮碗的二维轴对称有限元模型,计算并分析了用于DN200管道直板清管器的密封皮碗过盈量、夹持皮碗半径及密封皮碗厚度对密封皮碗接触应力、弯曲应力及弯曲角度的影响。研究结果表明:当夹持半径、厚度相同,皮碗与管壁的接触应力随着过盈量的增大先增后减,弯曲应力随着过盈量的增大而增大;当厚度、过盈量相同,皮碗与管壁的接触应力随着夹持半径的增大先增后减,弯曲应力随着夹持半径的增大而增大;当夹持半径、过盈量相同时,皮碗与管壁的接触应力及弯曲应力随着厚度的增大而增大。     

旋耕机斜齿圆柱齿轮的建模和弯曲分析

采用ANSYS分析软件,对LY型旋耕机传动箱的斜齿轮进行了建模和弯曲应力分析。分析结果表明:ANSYS软件分析的结果较传统的斜齿轮的计算结果更为准确。作者并依此提出了对斜齿轮分析的一些看法,为今后斜齿轮的CAE做一构想。     

基于美国标准ANSI/AGMA 2001-D04和国际标准ISO/TS 6336-2的拖拉机重载齿轮寿命设计方法

拖拉机传动系的寿命设计是拖拉机耐久性设计的重要部分,而传动系的耐久性又以齿轮的耐久性设计为关键的设计目标。美标ANSI/AGMA 2001-D04和国际标准ISO/TS 6336-2是广泛应用的齿轮耐久性设计方法,一般对于齿轮的弯曲强度要以无限寿命设计为目标,而要设计齿轮接触疲劳寿命,根据常用齿轮材料的S-N曲线,以及所受接触应力的大小,可得出齿轮的接触寿命,以及载荷谱下的整体寿命。     

兆瓦级风电偏航减速机行星齿轮疲劳仿真分析

针对兆瓦级风电偏航减速机的运行工况，采用Pro/E对新型风电偏航减速机进行了虚拟装配，利用Pro/E与ANSYS之间的接口技术建立了新型风电偏航减速机行星齿轮接触模型，模拟行星齿轮运转过程中的接触应力变化.结果表明：行星齿轮初始啮合最大接触应力为395 MPa，啮合过程最大应力为460 MPa，但仍小于行星齿轮材料的屈服极限.通过对兆瓦级风电偏航驱动减速机行星齿轮疲劳载荷和42CrMo材料的 S -N 曲线分析，结果显示齿轮轮齿的疲劳寿命为125 800次，累计疲劳系数为0.725 01，能满足兆瓦级风电偏航减速机行星齿轮设计与运行要求.     

齿轮类几何压力系数及其应用研究

提出了类几何压力系数的新概念,导出了类几何压力系数及齿面承载能力增大率的计算公式。通过对计算公式和计算数据的分析,可以定性和定量地对同一对齿廓上不同啮合点处的齿面接触应力以及在标准中心距相同情况下对取不同设计参数的齿轮传动的接触强度进行分析比较。提出的类几何压力系数的功用已涵盖原有的几何压力系数,可取代原有的几何压力系数作为评价和比较齿面承载能力的指标。     

基于ANSYS的渐开线直齿圆柱齿轮齿根应力的有限元分析

根据轮齿齿廓的数学模型,在ANSYS环境下建立了轮齿平面有限元模型,并进行了应力分析计算.与传统的方法相比,有限元分析法能准确地获得齿轮的真实应力场,为齿轮强度计算提供了可靠的依据.     

弯曲应力下钢筋混凝土碳化性能数值模拟分析

本试验以弯曲应力下钢筋混凝土构件的快速碳化试验为依据,探讨弯曲应力水平和粉煤灰掺量对构件碳化损伤的影响,建立两者对钢混构件碳化速度的影响公式。以此为基础,引入粉煤灰掺量、弯曲应力水平影响因子,完善弯曲应力下混凝土碳化模型方程,利用ANSYS软件对受弯的钢筋混凝土构件碳化过程进行数值模拟分析。模拟结果与试验中混凝土碳化规律相符,证明该方法的科学性,并寻找出碳化深度和锋面CO_2浓度关系式,为混凝土碳化数值分析提供了合理的依据。     

支座处埋地管道的地震应力分析

在地震波作用下，埋地管道因地震波的剪切作用而产生弯曲应力，而支座处弯曲应力远高于远离支座处直管段的弯曲应力，需要在埋地管道的抗震设计中予以考虑。采用梁结构分析方法对各种支座处的管道弯曲应力进行了分析，即将埋地管道地成是带 有边界约束的弹性基础上的连续梁，忽略地下管道及其内输送介质的惯性作用，应用结构分析方法分析各种支座处的管道应力。给出了算例和几类特殊支座附近的管中应力的分析结果。     

某河底穿越管道环焊缝缺陷的安全评价

某长输原油管道河底穿越段通过三轴漏磁和惯性测绘内检测发现存在环焊缝缺陷并伴有弯曲应变,需要对其安全性进行评价。采用英国标准BS 7910-2005中的结构完整性评价方法,对内压和弯曲应力复合载荷作用下该环焊缝缺陷的可接受性进行了评价。同时,对评价中涉及的弯曲应力、断裂韧性、缺陷深度、残余应力、缺陷长度和内压等参数进行了敏感性分析,讨论了各参数对评价结果的影响程度。结果表明:在当前工况下,该缺陷是可以接受的,暂时无需修复。基于完整性评价和敏感性分析的结果,对该管道的生产运行和监控提出了合理的建议。该评价方法和结论可作为解决其他类似工程问题的参考。     

基于ADAMS的清洁小车齿轮传动系建模及仿真

通过ADAMS平台来实现手动清洁齿轮传动系的虚拟样机建模和运动仿真,从而达到降低改进设计过程中反复制作的成本,缩短改进设计的周期。文章主要介绍了在ADAMS下建立清洁小车齿轮传动系的简化模型,并在ADAMS中施加约束和添加运动并进行动态仿真,给出了齿轮传动系在特定运动状态下位移、速度、加速度等的特性曲线,并与理论计算值进行了比较,为手动清洁车齿轮传动系的优化改进研究提供了参考依据。     

减速器弧齿锥齿轮动态啮合疲劳强度研究

以某型直升机尾减速器的弧齿锥齿轮副为研究对象,基于其非线性有限元接触分析模型,在一个啮合周期内,对该齿轮副进行了连续动态啮合过程的仿真,研究了该型轮齿的动态啮合齿面接触和齿根弯曲疲劳性能.啮合过程仿真得到的齿面接触和齿根弯曲应力的变化规律符合轮齿实际动态啮合规律.疲劳过程仿真得到了疲劳寿命分布云图并判断出轮齿疲劳破坏主要发生在齿根受压侧的倒角区域,进而得到了经渗碳处理前后齿根疲劳破坏节点位置的疲劳寿命值.     

小型联合收割机齿轮传动箱刚柔耦合动力学仿真分析

以某小型联合收割机齿轮传动箱为研究对象,基于ANSYS和机械系统动力学自动分析(automatic dynamic analysis of mechanical systems,简称ADAMS)软件,对齿轮传动系统进行刚柔耦合动力学仿真,分析齿轮轴的角速度、角加速度曲线,齿轮的啮合力时域及频域曲线,在此基础上对齿轮进行强度分析,为进一步设计联合收割机齿轮传动性能提供可靠的理论基础。     

油气管道规范中弹性敷设弯曲应力公式的改进

为了推导出简单、实用、准确的油气管道垂直弹性敷设弯曲应力计算公式，研究了国内外油气管道规范中弯曲应力的计算公式，分析了原有公式的适用性和在计算中存在的不足。在此基础上，根据结构力学理论，从平断面假定出发，采用微积分方法重新推导了油气管道垂直弹性敷设弯曲应力计算公式，并用ANSYS有限元软件对公式的准确性进行了验证。研究结果表明：推导公式理论充分、简单易用、适用性好，能够准确计算油气管道垂直弹性敷设的弯曲应力。研究结果为油气管道垂直弹性敷设弯曲应力的计算提供了可靠依据，弥补了国内外油气管道规范中垂直弹性敷设弯曲应力计算公式的不足。（图4，表1，参9）     

直流无刷电机系统的建模与仿真

基于展成加工原理,采用坐标变换法推导出Ⅰ型带凸角磨前滚刀各切削刃在被加工齿轮上生成的共轭曲线:按平面曲线合成方法对共轭曲线进行离散、压缩、连接与合成,得到加工后的准确齿形.基于APDL与MATLAB混合编程技术,精确地实现凸角型磨前滚刀切制的复杂齿形有限元几何建模,进而探讨了齿面摩擦力对齿轮弯曲强度与轮齿变形的影响.研究表明:实际齿轮承载能力精确计算中,摩擦力对轮齿强度的影响一般不应忽略.准确的齿形计算、建模与分析,对于复杂齿轮的强度分析和齿廓优化具有积极的意义.     

基于知识的变速箱齿轮虚拟设计研究

【目的】为解决农机变速箱虚拟设计与仿真过程中,齿轮零件复杂多变、知识重用率低的问题。【方法】在对变速箱齿轮知识进行分类的基础上,采用本体对齿轮设计知识进行描述,融合知识工程与参数化设计技术,提出了一种基于知识的齿轮虚拟设计方法。以拖拉机变速箱复杂花键齿轮设计为例对系统进行验证。【结果】以三维建模软件NX为平台开发了变速箱齿轮虚拟设计系统,通过人机系统界面获取齿轮设计需求,在齿轮设计知识库和模型库的支持下,利用知识重用推理出齿轮结构,在几何参数的驱动下,快速构建出符合设计需求的齿轮模型,实现了复杂结构齿轮的快速智能设计。验证结果表明,在人机界面进行设计需求录入,系统在数秒内自动输出花键齿轮详细结构模型。【结论】该系统可以较好地支持变速箱的虚拟设计与仿真,缩短了农机的开发周期,也可为其他机械产品的虚拟设计提供技术借鉴。     

基于齿轮误差与柔度的弯曲强度计算力点研究

考虑系统误差和轮齿综合柔度,对齿轮弯曲强度的计算力点进行研究.结合齿轮传动的动力和误差传递均沿工作齿面啮合线的特性,在该方向上建立含主要系统误差项和轮齿复合变形的齿轮误差-变形计算模型.根据基节偏差与齿形误差的随机分布规律,按最大误差法合成啮合齿对有效误差;根据力、变形与刚度的关系,将轮齿刚度分解为挠曲和接触刚度两部分,进而得到啮合齿对的综合柔度.最后基于上述计算模型,推导出齿轮弯曲强度计算力点的位置判别式.分析表明:计算力点位置选取与齿轮加工精度紧密相关,选法不同齿根峰值应力计算值相差很大;研究结果为弯曲强度计算力点的准确选取提供了比较科学的依据.     

农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮工程仿生研究

在Pro/e中建立农用拖拉机渐开线直齿圆柱齿轮的轮齿模型,以工程仿生学和有限元理论为基础,运用MSC.Nastran对普通齿轮和仿生表面形态齿轮进行了瞬态频率响应分析。有限元模拟结果表明:在相同的内部激励作用下,普通齿轮和仿生表面形态齿轮的响应情况不同,仿生表面形态齿轮的形变量更小,从而有效地改善了齿轮的动力学特性,提高了齿轮的可靠性。     

W6Mo5Cr4V2齿轮刀具断裂原因分析

W6Mo5Cr4V2钢制齿轮刀具在使用中发生断裂,对断裂的齿轮刀具进行化学成分分析、硬度检测、断口分析、非金属夹杂物检验以及金相组织检验.检测结果表明:刀具的材质正常,断裂类型是脆性断裂,断裂原因是刀具金相组织中碳化物分布异常,呈网状分布,使刀具的力学性能中的强度、冲击韧性降低而脆性增大,导致刀具使用中在工作应力作用下发生脆性断裂.