斜齿轮传动过程的力学性能及疲劳寿命预测

根据齿轮传动中轮齿折断和齿面点烛疲劳破坏现象,基于齿轮啮合原理,对斜齿轮啮合过程的力学性能及疲劳寿命预测进行研究,结合实例分析计算齿轮传动过程中齿面接触应力变化规律和齿根弯曲应力变化规律;利用ANSYS建立斜齿轮副有限元模型,分析齿面接触应力和齿根弯曲应力,将其与理论计算结果比较,验证有限元分析方法的正确性;利用FE-SAFE中的名义应力分析法对斜齿轮副的危险部位进行疲劳寿命预测.     

基于Pro/E、ADAMS和ANSYS的齿轮减速器一体化开发平台

阐述了基于Pro/E、ADAMS和ANSYS的齿轮减速器一体化开发平台的建造过程.建立了齿轮设计的最优化数学模型,设计了算法并编辑了优化程序;对Pro/E进行二次开发,实现了齿轮的参数化最优化建模;利用ADAMS进行运动学仿真,利用ANSYS进行有限元分析,形成了齿轮的闭环设计.整合了以上3个软件后所建立的虚拟样机环境,不仅建立了单个轮齿的柔性体模型,而且可以仿真计算出减速器的运动学、动力学和应力应变等参数.     

某新能源汽车后副车架疲劳失效分析与优化

为了解决某新能源汽车后副车架台架试验的疲劳失效问题,首先基于Hypermesh软件建立后副车架有限元模型;其次分别对其进行刚度分析、强度分析和疲劳分析。结果表明：其模态小于目标值;其最大应力小于材料屈服;其本体及其焊缝的最大损伤值超出目标值,最大损伤位置与失效位置相同。然后,通过填充其漏液孔进行结构优化,优化之后其各项性能均能够满足设计要求。最后对其优化方案进行台架试验验证,满足台架疲劳要求。     

基于动态仿真的副变速器箱体有限元分析

针对副变速器的破坏情况，在各个不同的工况下，对其进行动态分析，并建立动力学模型。根据通过计算得出的主变速器输出轴输出转速、径向跳动量以及水平跳动量来验证模型的正确性。在低速重载工况下，得出副变速箱箱体结构点的瞬态受力曲线，并以此曲线作为后续瞬态有限元分析的载荷输入。对副变速器箱体分别进行模态和瞬态的有限元分析，得出副箱箱体的各阶固有频率、等效应力云图，确定箱体的结构危险点，从而得出结构危险点的瞬态应力曲线、变形曲线。提出箱体结构的改进方案，并把改进方案与原方案进行对比分析，验证改进方案的合理性。改进后的产品已通过机械标准JB／T8582．3—2001台架试验。     

柔性结构疲劳寿命的预测方法

讨论柔性构架结构疲劳寿命的预测方法,建立刚柔耦合多体动力学模型,计算结构危险点的动载荷时间历程;利用有限元准静态分析法,获得应力影响因子;利用模态分析技术获得结构固有频率和模态振型,确定结构的危险点位置.基于危险应力分布的动载荷历程,结合材料特性曲线以及线性损伤理论,进行标准时域的柔性结构应力应变的循环计数,损伤预测和寿命估计.应用该方法对构架结构进行疲劳寿命预测,结果表明,该预测方法预测精度有效,可以有效提高结构耐久性设计质量.     

含间隙涡旋压缩机转子系统刚柔耦合模型仿真分析

为了提高涡旋压缩机转子系统的精度与可靠性,通过ADAMS和ANSYS建立了含运动副间隙涡旋压缩机转子多刚体及刚柔耦合模型,对动涡盘倾覆下驱动轴承柔性和运动副间隙对转子系统动力学性能的影响进行仿真分析,在此基础上对轴承偏磨区域进行了有限元分析.分析结果表明:运动副间隙下轴承柔性对轴承的位移和速度影响较小,对轴承加速度和碰撞力影响较大;加速度最大值约为多刚性体模型的13.34倍,碰撞力最大值增加2.9倍;排气角后31.29°范围轴承发生偏磨,在滚针的2/7处出现最大应力.仿真结果为涡旋压缩机的设计和动力学行为预测提供分析方法和理论指导.     

基于动载荷谱的齿轮弯曲疲劳寿命预测

为了探讨齿轮弯曲疲劳寿命计算问题,将齿轮疲劳总寿命分为两个阶段,即疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命.通过ADAMS软件仿真实验齿轮的工作情况,使其接近真实状况,得到齿轮载荷谱.根据齿轮载荷谱,利用有限元ANSYS软件分析在齿轮齿根危险截面处的最大应力.采用断裂力学、雨流法和Miner疲劳损伤累积模型,对考虑动载荷情况下的齿轮弯曲疲劳寿命进行预测,推导了齿根裂纹萌生期和扩展期的疲劳寿命计算公式.在高频疲劳试验机上对算例齿轮进行了双齿脉动加载齿根弯曲疲劳寿命实验研究,理论计算结果与实验结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性.     

基于动载荷谱的齿轮弯曲疲劳寿命预测

为了探讨齿轮弯曲疲劳寿命计算问题,将齿轮疲劳总寿命分为两个阶段,即疲劳裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命。通过 ADAMS 软件仿真实验齿轮的工作情况,使其接近真实状况,得到齿轮载荷谱。根据齿轮载荷谱,利用有限元ANSYS 软件分析在齿轮齿根危险截面处的最大应力。采用断裂力学、雨流法和 Miner 疲劳损伤累积模型,对考虑动载荷情况下的齿轮弯曲疲劳寿命进行预测,推导了齿根裂纹萌生期和扩展期的疲劳寿命计算公式。在高频疲劳试验机上对算例齿轮进行了双齿脉动加载齿根弯曲疲劳寿命实验研究,理论计算结果与实验结果基本吻合,验证了本文理论分析的正确性。     

驱动桥的整体有限元动态模拟

针对驱动桥试验只能得到桥壳表面振动数据的问题,采用驱动桥整体动态模拟方法来弥补试验数据的不足,从而获得驱动桥内部任意位置的应力、位移、加速度等数据.对驱动桥总成建立三维模型和有限元模型,通过驱动桥总成模态试验与有限元模态计算结果的对比方法,来验证有限元模型的正确性,对驱动桥整体做有限元动态模拟,并利用台架试验对动态模拟结果进行了验证.试验结果表明,驱动桥的整体动态模拟表面振动数据与试验数据相一致,得到的驱动桥内部数据为驱动桥的振动噪声研究提供了直观依据.     

某工程车辆变速器齿轮静态弯曲疲劳寿命分析

基于对齿轮强度的理论分析与计算,采用有限元分析软件ANSYS对某工程车辆变速器高速档齿轮进行静力学分析,通过对齿轮静态弯曲应力的有限元计算,验证该高速档齿轮是否满足变速器齿轮强度要求.运用FE-SAFE软件进行齿轮疲劳寿命分析,并通过ANSYS得到齿轮的疲劳寿命云图,结果表明该变速器高速档齿轮弯曲疲劳寿命是满足要求的.     

基于虚拟试验台的疲劳寿命预测研究

介绍了疲劳预测的一般流程,在LMS.Virtuallab中建立了某轿车后桥及悬架系统的多体动力学模型,引入了虚拟试验台概念,借助于实车道路载荷谱和有限元分析成功地进行了后桥的疲劳寿命预测,用室内台架试验值验证了仿真计算的结果.结果表明,此方法可以有效地预测系统内受力较为复杂部件的疲劳寿命.     

某大型运输车的耐久性虚拟试验研究

耐久性问题是车辆领域的研究热点,对车辆进行实物疲劳实验成本高、周期长,为了缩短研制周期,降低研究成本,提出了虚拟试验的方法来研究车辆的耐久性问题. 以某大型运输车为研究对象,建立了其有限元模型,通过静力学分析获取了应力分布结果和车架变形结果;通过模态分析获取了柔性体结构的模态信息. 基于模态应力恢复理论,考虑车架、上摆臂、下摆臂和力轴的柔性,建立了整车刚柔耦合模型,获取了在平坦路面行驶的动力学响应.与实测结果对比,车架测点的垂向加速度均方根值在误差接受范围内,验证了模型的正确性. 根据Palmgren-Miner准则,对车辆在D级路面的行驶寿命进行了评估,结果表明,4桥悬架结构疲劳寿命最小,并且下摆臂结构出现了应力集中. 通过改进下摆臂结构增加了其使用寿命,为车辆结构的设计提供了参考.      

并联机器人多柔体系统协同建模与动力学仿真

基于协同的思想,提出了一种对机构的多柔体动力学进行建模和仿真的方法.以多体系统动力学为基础,建立了柔性机构的空间动力学方程.利用多体动力学仿真软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS建立了3-TPT型并联机器人的多柔体动力学仿真模型,并对所建立的模型进行了动力学仿真研究.为了更加准确地说明分析结果,分别将刚性体和柔性体仿真结果进行对比,结果表明:由于杆件的柔性特点,其受力表现出了高度的非线性,这与实际相符.多柔体系统的仿真结果能更真实、准确地反映出并联机器人的实际运动特性,能够更准确地预测机构性能.这种方法为并联机器人的设计和优化提供了一种有效的分析方法.     

地铁列车减速器直齿轮弯曲疲劳有限元分析与试验

为研究地铁列车减速器小齿轮齿根部受力情况及弯曲疲劳裂纹萌生的机理,通过建立齿轮副有限元模型,对齿轮啮合过程进行瞬态动力学分析,得到了齿轮啮合过程中齿根处的应力-时间历程进而对齿根弯曲疲劳行为进行了试验研究。瞬态动力学分析表明,小齿轮齿根处在啮合过程中受到脉动循环载荷的作用,最大拉应力出现在齿轮啮合至分度圆时;且齿根处最大主应力的方向为沿齿根切线方向。齿根弯曲疲劳试验结果表明,裂纹在齿根弧线的中间位置萌生,方向为齿根切线的垂直方向。结合有限元分析结果可发现,齿根处裂纹在最大拉应力幅值位置萌生,其扩展行为受最大拉应力的主导。为进一步优化齿轮的设计、制造工艺及材料的选择提供了依据。     

船用齿轮箱多体动力学仿真及声振耦合分析

基于多体系统动力学理论,综合考虑齿轮副时变啮合刚度、齿侧间隙、轴承支撑刚度等内部激励以及螺旋桨外部激励,建立了含传动系统及结构系统的船用齿轮装置多刚体系统动力学模型,计算了齿轮副动态啮合力及轴承支反力;对齿轮箱及支座进行柔性化处理,形成多柔体系统动力学模型,采用模态叠加法计算了箱体表面的动态响应.而后以多体动力学分析所得的轴承支反力频域历程为边界条件,建立了箱体声振强耦合分析模型,预估了齿轮箱表面声压及外声场辐射噪声.结果表明,齿轮副动态啮合力、轴承支反力以及箱体动态响应频域曲线的峰值均出现在齿轮副的啮合频率及其倍频处;仿真所得的箱体振动加速度及外声场辐射噪声与齿轮箱振动噪声试验台架实测结果吻合良好.     

基于ADAMS和ANSYS的刚柔耦合模型分析

结合机械动力学分析软件ADAMS和有限元分析软件ANSYS进行联合仿真．利用动力学仿真得到的载荷谱读入到ANSYS中,得到更为准确的结果;另一方面,考虑到实际机械系统中柔性体的影响,构建了一个刚柔耦合模型,从而可以更加真实地模拟机构的动态性能,提高了计算精度,结果表明柔性体对机构运动精度的影响不容忽视．     

基于试验和仿真的缝翼齿轮副静强度分析和疲劳寿命

针对缝翼齿轮副强度的计算及疲劳寿命的预测问题,综合考虑接触定义、网格划分、摩擦系数、约束条件和加载方式等因素建立齿轮副的有限元模型,并进行齿轮副结构静强度的试验研究。通过对比仿真结果和试验数据,证明所建立有限元模型的正确性、有效性及适用性,同时对齿轮副结构实施强度校核,结合S-N曲线对其进行疲劳寿命预测。方法具有一定的工程应用价值;并在多类结构强度试验中得到应用。     

九轴全地面起重机轴荷仿真计算与分析

为研究九轴全地面起重机在真实工况下的轴荷分布,建立了柔性车架动力学仿真模型与刚性车架计算模型,运用柔性体动力学相关理论,并通过ANSYS与ADAMS的联合仿真,将柔性车架轴荷仿真结果与刚性车架轴荷计算结果进行对比分析,表明了柔性车架动力学仿真模型能够比较真实的反映出轴荷的实际分布情况,从而验证了柔性车架动力学仿真模型的正确性。     

某乘用车空调管路疲劳寿命分析及优化

文章对某乘用车在试验场强化路面进行耐久性试验时空调排气管某弯管处发生断裂的问题进行了分析。应用ANSYS建立有限元模型,通过模态测试校验所建模型;采集在试验场强化道路上行驶时管路系统与车身连接位置处的加速度信号,使用Matlab处理后转化为载荷功率谱,并使用ANSYS将其施加在有限元模型上做随机振动分析;参考6063铝合金的S-N曲线,依据Goodman公式修正应力幅值,使用基于Miner累积损伤理论的三区间法计算管路系统的疲劳寿命,并与试验结果对比后验证了分析结果的可靠性;在此基础上提出了管路的结构优化方案,并对装配优化后管路的汽车进行耐久性试验。对优化前、后管路系统的模态结果和疲劳寿命计算结果进行了对比分析,然后通过试验验证了该优化方案的有效性。     

风电增速箱输出级齿轮副疲劳寿命有限元分析

建立了风电增速箱输出级斜齿轮副的三维接触有限元模型,计算了静载荷作用下齿轮副的应力应变;基于齿轮材料的疲劳试验常数,计算了材料的近似S-N曲线;对风电增速箱真实载荷谱20种工况的载荷历程进行雨流计数,得到载荷循环数、均值与幅值的关系。在FE-SAFE软件中,对斜齿轮副接触模型进行疲劳寿命分析,研究了载荷、表面粗糙度、残余应力以及轮齿修形量对齿轮副疲劳寿命的影响规律。结果表明,齿轮副应力集中处有少数低寿命点,齿轮副寿命随载荷及齿面粗糙度的增大而减小,残余拉应力使疲劳寿命减小,而残余压应力可使疲劳寿命增大,适度修形可提高齿轮的疲劳寿命。