基于ANSYS的拖拉机HMCVT太阳轮轴模态分析.pdf

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1、第10期机械设计与制造2012年1O月MachineryDesign&Manufacture231文章编号：1001—3997(2012)10—0231—03基于ANSYS的拖拉机HMCVT太阳轮轴模态分析术徐立友李金辉(河南科技大学车辆与动力工程学院，洛阳471003)ModaIAnalysisforSMRGearShaftofTractorHMCVTBasedonANSYSXULi-you，LIJin-hui(CollegeofVehicle&PowerEngineering，HenanUniversityofScie

2、nce&Technology，Luoyang471003，China)【摘要】在介绍模态分析基本理论的基础上，基于UG软件建立了拖拉机液压机械无级变速器(HMCVT)太阳轮轴的三维模型，利用ANSYS—UG的数据接1：7将太阳轮轴三维实体模型导入ANSYS中生成有限元分析模型，并运用自由模态和约束模态两种分析方法对太阳轮轴进行了模态分析。结果表明：两种模态分析方法均可以得到较准确的计算分析结果，但约束模态分析方法更能反映系统的实际工作状况；太阳轮轴在低阶频率下以弯曲摸态为主，高阶频率下为整体的扭转模态以及整体和局部的混合模

3、态。本研究对细长轴的结构设计及动态特性分析提供了理论依据。关键词：ANSYS；太阳轮轴；振动；自由模态分析；约束模态分析【Abstract】Establishedonthebasisofintroducingthetheorymodalanalysis，andbasedonUGs一waFe，sunaxlethree-dimensionalmodelofthetractorhydraulicmechanicalcontinuouslyvariabletroll,Smission(HMCVT)isestablished．Usi

4、ngANSYS—-UGdataintelfacetoleadthesignwheelthree-dimensionalsolidmodelintoANSYStogeneratefiniteelementanalysismodel，andusingoftwomodalanalysisfreemoda1．analysisandconstraintmodalanalysistodothemodalanalysistothesungearshaft．Theresultsshowthat：twomodalanalysismethod

5、sCOItgetamoreaccuratecalculationresult，butconstraintmodalanalysismethodCanbetterreflecttheactualworkingconditionsofthesystem；thesunaxlelow-endfrequenciesismainlyinbendingtouchstate，andinhigh-endfrequencyisinoveralltorsionalmodesandpartialmixedmodes．studyprovidesat

6、heoreticalbasisforthestructuraldesignofslendershaftandanalysisofdy一’namiccharacteristics．KeyWords：ANSYS；SunGearShaft；Vibration；FreeModalAnalysis；ConstraintModalAnalysis中图分类号：TH16；$219文献标识码：A1引言2．1无约束系统的自由振动模态分析方法是将线性定常系统振动微分方程组中的物理现代工业对产品质量、精度及可靠性提出了愈来愈高的要坐标变换为模态坐

7、标，使方程组解耦，成为一组模态坐标及模态求，在产品设计中不仅要考虑静力效应，而且还要考虑动力效应。质量等模态参数，继而进行分析的一种方法。采用模态理论，只需而动态设计的一个重要方面就是模态分析。随着计算机计算能知道矩阵中一列或一行元素，就能确定系统的全部动态特性。力的提高，各种工程软件的运用给设计工作带来了很大的便利，对于线性动力系统，位移{}和外力{P}仅仅是时间的函数。如设计系统的有限元分析等，几乎所有的计算工作都已由计算机若假定阻尼力与速度{}成正比，惯性力与加速度成{}成正比，代替，而且计算机的计算不仅快速且准确。

8、基于三维设计软件则可根据达朗贝尔原理，建立动力平衡方程式：UG，以东方红1302R拖拉机液压机械无级变速器(HMCVT)太阳[]{}+[C]{}+[]{X{P}(1)轮轴为对象嘲，在建立其三维实体模型的基础上，利用有限元软件式中：[]、[c]、[K]一×n阶质量矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵；Ansys及An