CAE技術(shù)工程應用典型案例

目錄
前言
第1章 膜片橡膠塊聯(lián)軸器強度及靜剛度性能分析 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 彈性聯(lián)軸器發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.3 高彈性聯(lián)軸器基本結(jié)構(gòu) 3
1.4 橡膠材料的超彈性本構(gòu)模型 4
1.5 橡膠材料不同本構(gòu)模型的材料常數(shù) 7
1.5.1 橡膠材料的應力-應變關(guān)系 7
1.5.2 橡膠材料應力-應變關(guān)系的實驗測試 9
1.5.3 應力-應變狀態(tài)及最大應變組合 10
1.5.4 應力-應變擬合曲線和實測曲線誤差 11
1.6 聯(lián)軸器有限元模型的建立 14
1.6.1 大型橡膠式聯(lián)軸器的額定工況 14
1.6.2 聯(lián)軸器網(wǎng)格劃分 14
1.6.3 橡膠塊模型中簾線的定義 23
1.6.4 聯(lián)軸器模型約束、載荷的施加 26
1.7 大型膜片橡膠塊聯(lián)軸器靜力學特性研究 27
1.7.1 聯(lián)軸器數(shù)值計算的非線性問題及解決方案 28
1.7.2 橡膠材料對聯(lián)軸器剛度及強度的影響 34
1.8 小結(jié) 40
本章常見問題及解決方案 40
參考文獻 41
第2章 聯(lián)軸器動剛度性能和振級落差特性分析 43
2.1 研究背景及意義 43
2.2 聯(lián)軸器有限元模型 43
2.3 聯(lián)軸器動剛度性能分析 44
2.3.1 黏彈性材料參數(shù)的設定 44
2.3.2 約束和載荷的確定 45
2.3.3 橡膠材料的動剛度特性 45
2.3.4 膜片橡膠塊聯(lián)軸器動剛度計算結(jié)果和分析 48
2.4 聯(lián)軸器振級落差特性分析 51
2.4.1 振級落差計算方法的選擇 52
2.4.2 聯(lián)軸器的材料參數(shù)及邊界條件 52
2.4.3 膜片橡膠塊聯(lián)軸器的模態(tài)分析及結(jié)果 54
2.4.4 膜片橡膠塊聯(lián)軸器的振級落差分析及結(jié)果 57
2.5 小結(jié) 64
本章常見問題及解決方案 67
參考文獻 68
第3章 膜片橡膠塊聯(lián)軸器溫度場分析 69
3.1 研究背景及意義 69
3.2 橡膠塊部件的生熱原理 70
3.2.1 橡膠塊部件的功耗與生熱 70
3.2.2 溫度對橡膠塊部件的影響 72
3.2.3 橡膠塊部件傳熱方式分析 73
3.2.4 研究技術(shù)路線 74
3.3 橡膠塊應變能計算 75
3.3.1 應變能計算方法 75
3.3.2 應變能計算結(jié)果 75
3.4 聯(lián)軸器扭轉(zhuǎn)載荷對橡膠塊溫度場的影響 78
3.4.1 條件假設 78
3.4.2 溫度分析參數(shù)的確定 79
3.4.3 橡膠塊溫度場計算結(jié)果分析 81
3.4.4 橡膠塊溫升-扭矩近似公式 86
3.5 聯(lián)軸器位移載荷對橡膠塊溫度場的影響 87
3.6 聯(lián)軸器轉(zhuǎn)速對橡膠塊溫度場的影響 89
3.6.1 聯(lián)軸器不同轉(zhuǎn)速下橡膠塊的溫升 89
3.6.2 橡膠塊溫升-載荷頻率近似公式 91
3.7 小結(jié) 92
本章常見問題及解決方案 92
參考文獻 93
第4章 氣胎摩擦離合器動態(tài)結(jié)合特性分析 95
4.1 研究背景及意義 95
4.2 具體內(nèi)容 97
4.2.1 主要內(nèi)容 97
4.2.2 工作流程 97
4.3 氣胎摩擦離合器幾何及有限元模型 97
4.3.1 氣胎摩擦離合器幾何模型的建立 97
4.3.2 各個模型結(jié)構(gòu)的材料屬性 100
4.3.3 氣胎模型中簾線的定義 100
4.4 氣胎摩擦離合器網(wǎng)格單元選擇 101
4.5 Abaqus前處理 102
4.6 船用氣胎摩擦離合器結(jié)合過程仿真分析 103
4.6.1 離合器多體系統(tǒng)動力學模型的建立 103
4.6.2 轉(zhuǎn)動副和主動端設置 105
4.6.3 氣胎摩擦離合器固定副的設置 105
4.6.4 氣胎摩擦離合器接觸的設置 105
4.6.5 材料和轉(zhuǎn)動慣量的設置 105
4.6.6 氣胎摩擦離合器阻力矩的設置 105
4.7 氣胎的充氣過程模擬 106
4.8 加速度總振級的計算 106
4.9 無芯軸氣胎摩擦離合器仿真結(jié)果分析 107
4.9.1 氣胎不同充氣時間的結(jié)合沖擊性能仿真比較 107
4.9.2 氣胎剛度分析 112
4.10 帶芯軸模型的彈性聯(lián)軸器參數(shù)設定 115
4.11 帶芯軸不同徑向偏心工況下仿真結(jié)果分析 117
4.11.1 不同徑向偏心工況下的角速度結(jié)果 118
4.11.2 不同徑向偏心工況下的接觸反力結(jié)果 121
4.11.3 不同徑向偏心工況下的各零部件角加速度結(jié)果 124
4.12 小結(jié) 125
本章常見問題及解決方案 126
參考文獻 128
第5章 漸開線斜齒輪的滾齒加工仿真與加載接觸分析 129
5.1 研究背景及意義 129
5.2 建立分析模型 129
5.2.1 齒輪的關(guān)鍵參數(shù)及各參數(shù)間的關(guān)系 130
5.2.2 滾齒原理簡介及滾刀建模 132
5.2.3 滾齒運動分析及齒輪切制 136
5.2.4 仿真加工方法簡介 138
5.2.5 齒輪加工仿真 138
5.2.6 齒面精度 144
5.3 仿真模型的前處理 146
5.3.1 仿真模型的重構(gòu) 146
5.3.2 網(wǎng)格模型的建立 149
5.4 有限元分析 152
5.4.1 齒根雙圓弧齒輪分析 152
5.4.2 齒輪結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及效果驗證 155
5.5 小結(jié) 157
本章常見問題及解決方案 158
參考文獻 159
第6章 擺線針輪減速器加載接觸分析 160
6.1 研究背景及意義 160
6.2 擺線針輪減速器的結(jié)構(gòu)及嚙合原理 161
6.2.1 擺線針輪減速器的結(jié)構(gòu) 161
6.2.2 擺線針輪減速器傳動比計算 162
6.2.3 擺線齒廓形成原理及齒廓方程 164
6.3 擺線針輪減速器三維建模 166
6.3.1 擺線輪的參數(shù)化建模 166
6.3.2 擺線針輪減速器中其他零部件的三維建模 167
6.3.3 擺線針輪減速器中各零部件的裝配 167
6.3.4 擺線針輪減速器的運動仿真 168
6.4 有限元模型 169
6.4.1 三維模型簡化及導入 169
6.4.2 Abaqus前處理分析 169
6.5 擺線針輪減速器的應力分析 173
6.5.1 擺線針輪減速器瞬時嚙合接觸分析 173
6.5.2 擺線針輪減速器接觸分析 174
6.6 基于Abaqus減速器傳動誤差分析 175
6.6.1 傳動誤差定義 175
6.6.2 載荷對傳動誤差的影響 175
6.7 基于Abaqus的擺線針輪減速器回差分析 176
6.7.1 回差的定義 176
6.7.2 擺線針輪減速器幾何回差的影響因素 176
6.7.3 基于Abaqus的擺線針輪減速器幾何回差分析 177
6.7.4 基于Abaqus的擺線針輪減速器彈性回差分析 177
6.8 小結(jié) 178
本章常見問題及解決方案 179
參考文獻 181
第7章 諧波齒輪加載接觸分析 182
7.1 研究背景及意義 182
7.1.1 諧波齒輪簡介 182
7.1.2 諧波齒輪傳動原理 183
7.1.3 主要分析難點及流程 183
7.2 三維模型的建立與裝配 184
7.3 基于HyperMesh的幾何模型網(wǎng)格劃分 189
7.3.1 三維模型的導入 190
7.3.2 柔輪網(wǎng)格劃分 190
7.3.3 剛輪網(wǎng)格劃分 192
7.3.4 杯體網(wǎng)格劃分 192
7.3.5 網(wǎng)格質(zhì)量檢查 193
7.3.6 網(wǎng)格數(shù)據(jù)導出 194
7.4 基于Abaqus的有限元模型建立 194
7.4.1 文件導入 194
7.4.2 材料設置 194
7.4.3 創(chuàng)建分析步 195
7.4.4 定義相互作用 196
7.4.5 載荷和邊界條件 197
7.4.6 作業(yè)處理及重啟動分析 198
7.5 分析結(jié)果及后處理 198
7.5.1 云圖的處理 198
7.5.2 曲線圖的生成 199
7.5.3 傳動誤差分析 200
7.5.4 回差分析 204
7.6 求解接觸應力的局部網(wǎng)格加密方法 207
7.6.1 網(wǎng)格局部加密處理方法 207
7.6.2 分析效果對比 208
7.7 齒形設計對傳動噪聲的影響 209
7.8 小結(jié) 210
本章常見問題及解決方案 211
參考文獻 212