Standard 模拟转动的齿轮

Abaqus中把所有载荷按一定的要求分成若干载荷步step,每一步step根据abaqus自动载荷增量,分成若干增量increments,每一增量施加一定的载荷,然后每一增量通过若干迭代步iteration进行迭代,当系统达到平衡时,迭代结束,完成一个增量。当所有的增量都完成后,计算结束;反之,计算可能出现发散。这时,可以通过采用多钟方法(如调整放大质量系数,单元网格优化等)调整增量大小,使计算继续进行。下面例子深刻认识增量步。

为一个齿轮施加转速,另一个齿轮施加扭矩。网格质量良好。载荷及边界条件均相同(从动轮扭矩10Nm,转速0.1 rad/s,观察不同时间总长(0.2s,0.4s和1s)各增量步时的最大等效应力如图所示。0.2s进行了三种增量步长选取方式的对比。对此个例,从最终结果来看,增量步长选取方式(初始值、最大步长、自动或固定步长)影响不大,但从过程来看,增量步长选取方式还是有所差别。

如果采用默认的ramp加载方式,只有最后一个增量步下为满载,因此对于采用ramp幅值,施加转速在Standard中模拟,只有step中的最后一步具有意义。因此,需要修改幅值曲线,比如希望运行2s,在0.2s就可以将载荷全部加上,观察齿轮啮合过程的应力变动。

附数据集matlab程序

t10=[0.0125 0.025 0.04175 0.071875 0.1141 0.1771 0.2721 0.4146 0.6282 0.9486 1];

mises10=[3.286 6.467 11.32 18.44 29.25 45.16 69.45 94.88 155 256.6 209.4];

t2=[0.0125 0.025 0.04375 0.071875 0.1141 0.1773 0.2];

mises2=[1.628 3.234 38.73 92.23 146.3 225.6 254.9];

cpress2=[33.31 66.15 72.01 190.4 302.7 471.9 532.8];

t4=[0.0125 0.025 0.04375 0.071875 0.1141 0.1773 0.2723 0.4];

mises4=[8.178 16.17 21.47 46.11 73.15 112.9 173.6 232.7];

t2fixed=[0.01 0.02 0.035 0.0575 0.09125 0.14125 0.19125 0.2];

mises2fixed=[12.92 25.87 45.26 74.14 117.1119.8243.6 254.8];

t2fixed2=[0.001 0.002 0.0035 0.00575 0.009125 0.0141875 0.0217813 0.0317812 0.0417813 0.0517812 0.0617813 0.0717812 0.0817813 0.0917812 0.1017813 0.1117812 0.1217813 0.1317813 0.1417813 0.1517813 0.1617813 0.1717813 0.1817813 0.1917813 0.2];

mises2fixed2=[1.29 2.58 4.52 7.43 11.8 18.14 28.17 41.1 34.1 66.9 79.37 92.11 104.9 117.7 130.6 143.4 153.9 122.9 121.9 165.8 206.1 218.8 231.6 244.3 254.8];

plot(t2,mises2,’-.’);

hold on;

plot(t2fixed,mises2fixed);

hold on;

plot(t2fixed2,mises2fixed2);

hold on;

plot(t4,mises 4);

hold on;

plot(t10,mises10);

hold on;

title(‘Prove the unsuitability of the standard module for the gear rotation simulation’);

xlabel(‘Time(s)’);

ylabel(‘Maximum Mises Stress (Mpa)’);

 

By juju Oct. 2010