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2013-07-01 by:广州Solidworks培训中心 来源:有限元分析培训中心
1 SolidWorks与ANSYS有限元分析
使用ANSYS进行有限元分析时。技术人员在进行三维模型的建立过程中耗费了大量的时间与精力。由于ANSYS自带的建模功能非常有限,只能建立一些结构简单的模型。随着ANSYS的应用日益广泛。在很多时候需要对非常复杂的模型进行有限元模型的建立,其需要处理的模型也越来越复杂,ANSYS自带的建模功能显示出很多的不足之处。SolidWorks作为一款三维CAD软件.拥有强大的参数化建模能力。可以建立非常复杂的实体模型。如果充分利用SolidWorks快速准确建模的特长,把在SolidWorks中建立好的模型导入到ANSYS中进行分析就可以很好地解决ANSYS建模能力的不足。现在,大多数的技术人员都是利用三维CAD软件建模,通过ANSYS与三维CAD软件之间的图形接口将建立好的模型导入到ANSYS中。了解ANSYS与SolidWorks之间的导入接口,能有效提高模型质量,简化分析工作,对CAE分析人员有着非常重要的意义。
2 机械产品虚拟设计实例
齿轮传动是现代机械中最常见的一种传动形式,渐开线齿廓齿轮具有较好的传动性能。而且便于制造、安装和测量,所以渐开线齿廓曲线是应用最多的齿廓曲线。在参数化设计过程中为了保证齿轮建模的准确性,经常需要对渐开线齿廓曲线进行精确绘制。
伞齿轮作为渐外线齿廓齿轮中的一种,在建立实体模型时,由于齿形及齿坯的复杂性,往往给建模人员带来很多困难,本文基于SolidWorks三维软件中的TOOLBOX插件,以及SolidWorks建模的常用命令对伞齿轮进行了建模。
2.1 直齿伞齿轮的建模
已知直齿伞齿轮的模数为16,压力角为20°,齿数为38,锥角为30°,材料为20CrMnTi,弹性模量为207CPa,泊松比0.25。
本文基于SolidWorks三维软件中的TOOLBOX插件,改变参数进行建模,进行三维建模的参数修改界面如图1所示。
图1 参数修改界面
根据装配体的需要,通过拉伸凸台/基体,旋转凸台/基体、放样凸台/基体等命令,建立的直齿伞齿轮如图2所示。
图2 直齿伞齿轮模型
2.2 SolidWorks与ANSYS的接口
将SolidWorks中的零件或装配体存成X_T的形式,注意在文件命名时,一定要用英文,如spiral bevel gear.X_T。在ANSYS中import选para,就可以导入了,导入后直齿伞齿轮如图3所示。
图3 导入到ANSYS中的伞齿轮
2.3 直齿伞齿轮应力分析
(1)网格划分
把导入到ANSYS中的伞齿轮去除单一齿,以减少网格划分时间,然后建立工作文件名和工作标题,定义单元类型和材料特性,划分网格后的图形如图4所示。
图4 伞齿轮网格划分
(2)应力分析
假设伞齿轮与配对齿啮合时,齿面受力均匀,设齿面受到的传动力为180N应力分布如图5所示。
2.4 结果分析
应力由直齿伞齿轮两端向中间逐渐增大,范围在O到797.172MPa之间最大应力为797.172MPa,主要集中在伞齿轮根部的中间部位,从而可确定齿轮齿根处最容易发生失效。
图5 应力分布图
3 结语
虑拟设计技术的不断发展,改变了机械产品的传统设计模式,增加了人们对未成品的外观和性能的预知性,使产品能够快速响应市场,为企业创造出更大真实存在价值。因此,虚拟设计在产品设计中的应用是十分必要的。湖南长沙SolidWorks培训。
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