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有限元软件对螺旋锥齿轮静态接触分析方法介绍

发布时间:2016-01-06

螺旋锥齿轮的啮合质量是通过正确的切齿设计来保证的,但切齿设计通常是针对齿面上选定的参考点进行的,正确的设计结果将为螺旋锥齿轮在参考点及其领域提供所期望的良好啮合条件。
根据情况着重应用了有限元软件对螺旋锥齿轮进行静态接触分析,使用通用有限元软件MSC.Patran和MSC.Marc分析螺旋锥齿轮的接触工况,从而计算出接触应力的分布。
有限元法(Finite Element Method,缩写为FEM)是结构分析的~种数值计算方法,它在50年代初期随着计算机的发展应运而生,并随着计算机技术的发展和汽车工程及其他许多领域中得到了越来越广泛的应用。这一方法的理论基础牢靠,物理概念清晰,解题效率高,适用性强,目前已成为机械产品动、静、热特性分析的重要手段。有限元法研究对象广泛,不仅可以解决杆系结构分析问题,而且能进行平面、空间连续体、板壳及各种复杂组合结构的计算;不仅可分析结构的弹性性能,而且能应用于弹塑性等复杂力学性能问题;不仅适用于静力分析,而且适用于动力分析。有限元法在许多领域取得了巨大的进展,利用它成功地解决了一大批具有重大意义的实际问题。
有限元法分析过程为:首先用网格将要求解的结构分为数目很多的块;接着假设块中的位移为坐标的某种简单函数一一插值函数或位移模式:然后通过物理直接法、变分原理或者加权余数法,来确定单元特征的矩阵方程;集合所有单元的平衡方程,以建立整个求解问题的平衡方程组:在求解方程组之前,通过考虑边界条件对其进行修正,求解出系统的总体方程组;最后在根据需要对计算出来的结果进行附加计算,比如根据位移与应变、应力关系,在已知节点位移的基础上求出应变与应力等,再如在流体力学中已知压力可以求出速度、流量等。