UG有限元分析第6章课件.ppt

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1、第6章接触应力分析实例精讲——行星轮过盈联接分析本章内容简介本实例介绍了UGNX高级仿真中【SOL101LinearStatics-GlobalConstraints】解算模块提供的线弹性【面对面接触】功能的基本特点和主要参数，以行星轮过盈联接中的3个接触面对为研究对象，计算和分析了不同过盈量大小对接触面的接触应力、接触压力等结果的影响，在此基础上计算了扭矩载荷对行星轮过盈装配后整体性能的影响，进一步评估过盈装配是否能提高行星轮装配体的整体性能。本章节主要内容:基础知识问题描述问题分析操作步骤本节小结6.1基础知识主要内容分为2大部分：面接触概述面

2、接触主要参数（1）【面对面接触】命令定义的参数（2）接触算法相关的参数定义6.2问题描述设计时需要选取合理的过盈量，既保证有足够的接触压力来传递扭矩，又保证接触应力和接触压力小于材料的许用应力，满足过盈联接的设计规范。本实例在给定过盈配合量的基础上，分析在行星轮上施加的扭矩对接触压力、应力分布状态的影响，从而为行星轮系统实施过盈联接提供理论和数据支撑。行星轮系统实物模型行星轮结构模型工况条件行星轮及行星架都采用Iron_40材料行星轮与行星架使用过盈装配工艺，过盈量为0.082mm，作用在三个行星轮外圆面上的扭矩为1500N·m6.3问题分析（1）

3、本实例的行星轮外圆面与行星架内圆面属于曲面接触，可以处理为【面对面接触】仿真对象类型。（2）首先要考虑施加的过盈量产生的过盈接触压力要能抵抗所施加扭矩，防止行星轮在扭矩的作用下发生滑动。其次，要考虑所施加过盈量与扭矩的共同作用下，其过盈联结配合面的最大等效应力小于180MPa。（3）为了简化问题，整个行星轮系统划分网格时采用自动单元大小，同时考虑内套为研究对象，其单元大小适当细化。（4）接触应力和接触压力是判断接触性能的主要指标，因此需要在解算方案的【结果输出请求】选项中激活【接触结果】选项。6.4操作步骤6.4.1过盈量大小对接触性能的影响创建有

4、限元模型创建仿真模型过盈接触面对的定义施加边界条件求解及其接触参数的设置接触结果的查看6.4.2过盈状态下扭矩载荷对行星轮系统性能的影响克隆解算方案施加扭矩载荷求解后处理结果查看6.4.1过盈量大小对接触性能的影响1）创建有限元模型依次左键单击【开始】和【高级仿真】，在【仿真导航器】窗口的分级树中单击【PlanetGear.prt】节点，新建FEM，并进行其他操作及设置；设置相关参数单击确定2）定义材料属性单击工具栏中的【材料属性】图标，弹出【指定材料】对话框，在图形窗口选中行星轮系统的4个几何模型，选择【材料列表】框中【库材料】中的【Iron_4

5、0】；设置相关参数单击确定3)创建物理属性单击工具栏中的【物理属性】图标，弹出【物理属性表管理器】对话框单击【创建】选择材料单击【确定】4)网格属性定义单击工具栏中的【网格收集器（俗称为：网格属性定义）】图标，弹出【网格捕集器】对话框单击【确定】5)划分有限元模型网格单击工具栏中的【3D四面体网格】图标，弹出【3D四面体网格】对话框；设置相关参数单击确定网格划分示意图6）分析单元质量划好网格单元后，在仿真导航器窗口中出现4个部件网格体节点。在窗口菜单中选择【单元质量】命令，出现如图所示的【单元质量】检查窗口选择对象单击命令新增网格节点（1）创建仿真

6、模型在【仿真导航器】窗口分级树中，单击【PlanetGear_fem1.fem】节点，右键单击弹出的【新建仿真】命令单击弹出的【新建仿真】及【创建解算方案】进行相关设置后，即可进入仿真模型环境。单击确定单击确定设计相关参数1）在工具栏中单击【仿真对象类型】图标右侧的黑色倒三角图标，单击弹出的【面对面接触】图标，弹出如图所示的【面对面接触】对话框；（2）过盈接触面对的定义单击确定设置相关参数单击确定设置相关参数单击确定局部接触参数定义设置设置摩擦系数2）交换接触区域设置在图形窗口检查各个面接触的符号，发现有一对面接触的箭头方向与其他两个接触面对方向不

7、同，在菜单中选择该对面，右键单击选择【编辑】，点击【交换区域】的图标，即可改变接触的方向；修改好的接触示意图出现方向不同（3）施加边界条件单击工具栏中【约束类型】中的【固定约束】命令，弹出【固定约束】对话框；固定约束对话框单击确定添加好固定约束示意图（4）求解及其接触参数的设置1）在【仿真导航器】窗口的分级树中，单击【Solution1】节点，右键单击弹出的【编辑】命令，弹出【编辑解算方案】对话框；激活接触结果单击确定单击【全局接触参数】右侧的【创建模型对象】图标，弹出如图所示的【接触参数】对话框。2）全局接触参数设置设置相关参数单击确定全局接触参

8、数设置对话框2021/8/53）求解在仿真窗口中单击【Solution1】节点，右键单击弹出的【求解】命令，弹出【求解】对