ANSYS workbench齿轮啮合瞬态动力学分析

在本文中，我将为您撰写一篇关于ANSYS Workbench瞬态动力学实例的文章。

我们将深入探讨ANSYS Workbench在瞬态动力学仿真方面的应用，从简单到复杂、由浅入深地讨论其原理和实践操作，并共享个人观点和理解。

第一部分：介绍ANSYS Workbench瞬态动力学仿真ANSYS Workbench是一种用于工程仿真的全面评台，包含了结构、流体、热传递、多物理场等多种仿真工具。

瞬态动力学仿真是ANSYS Workbench的重要应用之一，它能够模拟在时间和空间上随机变化的动力学过程，并对结构在外部力作用下的动力响应进行分析。

在瞬态动力学仿真中，ANSYS Workbench可以模拟诸如碰撞、冲击、振动等动态载荷下的结构响应，用于评估零部件的耐久性、振动特性、动态稳定性等重要工程问题。

通过对这些现象的模拟和分析，工程师可以更好地了解结构在实际工况下的性能，进而进行有效的设计优化和改进。

第二部分：实例分析为了更直观地展示ANSYS Workbench瞬态动力学仿真的应用，我们以汽车碰撞仿真为例进行分析。

假设我们需要评估汽车前部结构在碰撞事故中的动态响应，我们可以通过ANSYS Workbench建立汽车前部结构的有限元模型，并对其进行碰撞载荷下的瞬态动力学仿真。

我们需要构建汽车前部结构的有限元模型，包括车身、前保险杠、引擎盖等部件，并设定材料属性、连接方式等。

接下来，我们可以在仿真中引入具体的碰撞载荷，如40km/h车速下的正面碰撞载荷，并进行瞬态动力学仿真分析。

通过仿真结果，我们可以获取汽车前部结构在碰撞中的应力、应变分布，以及变形情况，从而评估其在碰撞事故中的性能表现。

第三部分：个人观点与总结通过以上实例分析，我们可以看到ANSYS Workbench瞬态动力学仿真在工程实践中的重要应用价值。

瞬态动力学仿真不仅能够帮助工程师分析结构在动态载荷下的响应，还可以为设计优化、安全评估等工程问题提供重要参考。

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第四章瞬态动力分析详细介绍了ansys瞬态动力学分析,并带有实例。

第四章：瞬态动力分析第四章：第一节：第一节：瞬态动力分析的定义和目的第二节：第二节：瞬态分析状态的基本术语和概念第三节：第三节：在ANSYS 中如何进行瞬态分析中如何进行瞬态分析第四节：瞬态分析实例第四节：详细介绍了ansys瞬态动力学分析,并带有实例。

瞬态分析第一节：定义和目的第一节：什么是瞬态动力分析? 什么是瞬态动力分析它是确定随时间变化载荷(例如爆炸)作用下它是确定随时间变化载荷(例如爆炸) 结构响应的技术；结构响应的技术；输入数据：输入数据：–作为时间函数的载荷输出数据：输出数据：–随时间变化的位移和其它的导出量，如：应随时间变化的位移和其它的导出量，力和应变。

力和应变。

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瞬态分析定义和目的(接上页) 接上页)瞬态动力分析可以应用在以下设计中：瞬态动力分析可以应用在以下设计中：承受各种冲击载荷的结构，如：汽车中的门和缓承受各种冲击载荷的结构，冲器、建筑框架以及悬挂系统等；冲器、建筑框架以及悬挂系统等；承受各种随时间变化载荷的结构，如：桥梁、地承受各种随时间变化载荷的结构，桥梁、面移动装置以及其它机器部件；面移动装置以及其它机器部件；承受撞击和颠簸的家庭和办公设备，如：移动电承受撞击和颠簸的家庭和办公设备，话、笔记本电脑和真空吸尘器等。

笔记本电脑和真空吸尘器等。

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瞬态分析第二节：术语和概念第二节：包括的主题如下：包括的主题如下：运动方程求解方法积分时间步长详细介绍了ansys瞬态动力学分析,并带有实例。

瞬态分析–术语和概念运动方程用于瞬态动力分析的运动方程和通用运动方程相同；用于瞬态动力分析的运动方程和通用运动方程相同；[M ]{u} + [C ]{u} + [K ]{u} = {F (t )} 这是瞬态分析的最一般形式，载荷可为时间的任意函数；这是瞬态分析的最一般形式，载荷可为时间的任意函数；按照求解方法， ANSYS 允许在瞬态动力分析中包括各种类按照求解方法，型的非线性- 大变形、接触、塑性等等。

基于Workbench的齿轮啮合振动分析李添翼;武志斐;王铁;王道勇【摘要】齿轮的振动能快速、全面地反映其运转状态,有限元法能更为准确模拟轮齿啮合过程,求解啮合刚度进而研究其振动响应.联合利用Hypermesh 和Workbench对啮合齿轮模型进行有限元仿真,得出齿轮啮合时变刚度.利用MATLAB求解齿轮系统动力学模型得到动力学响应.通过机械式封闭功率流试验台对仿真结果进行试验验证.试验结果表明仿真分析得到的结果与试验结果基本相符.利用有限元方法求解啮合刚度进而研究振动响应有更高的可靠性和准确性,为齿轮振动的研究及改善提供方法参考.%The vibration of gear reflects its operating state quickly and comprehensively.The finite element method can be used to simulate the gear meshing process more accurately, and solve the meshing stiffness and study its vibration response.The finite element simulation of the meshing gear model is carried out by using Hypermesh and Workbench, and the time-varying meshing stiffness can be solved.The dynamic response of the gear meshing process is obtained by using MATLAB.Results of simulation agree well with those of experiments by mechanical test-bed of closed flow.The results of research turn out that the finite element method is reliable and accurate to solve the meshing stiffness and the result can be used to study the dynamic response, and the method is provided for the research and improvement of the gear vibration.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)024【总页数】6页(P49-54)【关键词】有限元方法;时变啮合刚度;动力学模型;齿轮振动特性【作者】李添翼;武志斐;王铁;王道勇【作者单位】太原理工大学齿轮研究所,太原 030024;太原理工大学齿轮研究所,太原 030024;太原理工大学齿轮研究所,太原 030024;太原理工大学齿轮研究所,太原030024【正文语种】中文【中图分类】TH132.41齿轮系统是各种机器和机械装备中应用最为广泛的动力和运动传递装置，其力学行为和工作性能对整个机器有重要的影响[1]。

课程论文(2015-2016学年第二学期)基于ANSYS WORKBENCH 的空间曲线啮合齿轮接触分析基于ANSYS WORKBENCH 的空间曲线啮合齿轮接触分析摘要：空间曲线啮合齿轮是近几年来华南理工大学教授陈扬枝提出的新型齿轮，对该齿轮的弯曲应力和强度设计准则都有了一定的研究。

因此，本文主要是利用ANSYS WORKBENCH软件来对该齿轮来进行接触分析的进行探讨，介绍了接触分析的方法，为空间曲线啮合齿轮提供了一种新的分析方法。

用两个初始参数几乎完全一样的两个齿轮对来进行比较分析，得到交错轴齿轮比交叉轴齿轮的等效应力更大；安装位置对分析的结果的影响也很大；等效应变和变形都能够满足我们实际的需求等这些结论。

关键词：ANSYS WORKBENCH 空间曲线啮合齿轮接触分析1.引言传统的齿轮的形式多种多样，用有限元对传统齿轮的机构进行分析是目前研究采用得最多的一种方法。

而齿轮啮合过程作为一种接触行为，因涉及接触状态的改变而成为一个复杂的非线性问题。

因此近年来，国内外学者开始采用接触有限元法对齿轮进行分析。

接触有限元法来分析齿轮结构，为齿轮的快速设计和进一步的优化设计提供条件。

空间曲线啮合齿轮(Space Curve Meshing Wheel, SCMW) [1~3]是近几年来由华南理工大学教授陈扬枝提出的新型齿轮，而空间曲线啮合交错轴齿轮则是可以运用于空间交错轴上的啮合齿轮。

不同于基于齿面啮合理论的传统齿轮机构[4、5]，它们是基于一对空间共轭曲线的点啮合理论。

它的特点是：传动比大、小尺寸、质量轻等。

课题组前期已经研究了适用于该空间曲线啮合轮机构的空间曲线啮合方程[6]，重合度计算公式[7]，强度设计准则[8]以及制造技术[9]等，并设计出微小减速器[10]。

同时，对于该齿轮的等强度设计等方面正在进行研究。

ANSYS WORKBENCH是用ANSYS 求解实际问题的产品，它是专门从事于模型分析的有限元软件，能很好地和现有的CAD三维软件无缝接口，来对模型进行静力学、动力学和非线性分析等功能。

点线啮合齿轮动态接触应力仿真分析与齿廓修形刘梦蝶 罗齐汉 黄 海 杨 帆武汉理工大学工程学院 武汉 430063摘 要：针对DZLY180型硬齿面点线啮合齿轮减速器，利用SolidWorks建立其高速级齿轮副三维模型，采用Ansys Workbench对模型进行动态接触应力仿真分析，然后对其进行修形并重新建模、仿真，结果显示修形后点线啮合齿轮接触应力减小，啮入冲击得到明显改善。

关键词：点线啮合齿轮；瞬态动力学仿真；修形中图分类号：TH132.46 文献标识码：A 文章编号：1001-0785（2021）04-0058-05Abstract: A three-dimensional model of the high-speed gear pair of DZLY180 hard tooth surface point-line meshing gear reducer is established by using SolidWorks. The dynamic contact stress of the model is simulated and analyzed through Ansys Workbench, and then modified, re-modeled and simulated. Results show that the contact stress of the point-line meshing gear is reduced and the meshing impact is improved obviously after profile modification.Keywords: point-line meshing gear; transient dynamics simulation: profile modification0 引言点线啮合齿轮既具有渐开线齿轮加工方便、可分性的优点，又同时囊括了圆弧齿轮承载能力高的优点，有较好的发展前景。

图１　齿轮轮廓图
主动轮几何模型 图３　从动齿轮几何模型重复以上操作，得到从动齿轮模型，如图3所示。

采用销钉约束方式，将两个齿轮进行装配，之后将配合好的模型进行全局干涉检查。

干涉体积为0，整体装配成功，
.stp格式，而后导中。

网格划分越细，则计算精度越高，但是计算时间会随之增加。

所以，应该适当选取网格大小。

本文根据。

首先对单齿进行划分，而后
作者简介：耿雪峰（1987-），男，辽宁朝阳人，硕士研究生。

研究方向：车辆结构仿真分析与结构优化。

图４　主动齿轮有限元模型 图５　从动齿轮有限元模型２　基于Ａｂａｑｕｓ的静态接触分析
2.1 接触类型与接触方式
本文中的主、从齿轮材料相同，刚度相近，故采用柔体—柔体的接触类型[8]。

在所有的接触方式中，面—面接触支持低阶和高阶单元，适用于表面复杂、具有大变形和摩擦力的接触问题，没有表面形状的限制。

而齿轮接触属于典型的非
图６　齿轮接触面示意图
加载及约束
在大齿轮圆心建立参考点“RP-big”，在小齿轮圆心建
图７　齿轮副应力云图图８　从动齿轮应力云图
载荷步３结果
载荷步４结果
载荷步５结果
载荷步１结果
载荷步２结果
载荷步６结果
图９　从动齿轮应力云图
可看出，动力学计算应力值较静态计算结果高出约为8.1%。

以上结果表明，在一般的齿轮强度分析中，动力学计算结果高于静态计算结果，但是差别不大。

因此，对齿轮的强度进行校核时，如无特殊要求，可采用静态计算结果作为齿轮强度的评。

首先拿到模型可以看出这里是个行星轮结构。

在这里首先将三角形的齿轮架给刚化，因为整个分析中不考虑它的影响，主要考虑齿轮之间的作用。

然后我们就需要对模型添加约束和连接，主要包括有joints和frictionless contacts，添加完的效果如图。

添加过程请看下面详述。

首先添加三个类似的运动副，都是需要Body-Ground形式。

第一个添加太阳轮的旋转副。

revolute joint。

Body-ground。

再添加三角架的旋转副。

revolute joint。

Body-ground。

再添加内齿圈的固定副。

fixed joint。

Body-ground。

接着添加一个Body-Body的旋转副，也就是三角板与行星轮之间的旋转连接。

revolute。

Body-Boby。

,.。

COMPUTER KNOWLEGE AND TECHNOLOGY │电脑知识与技术2018年5期 123基于ANSYS 的斜齿圆柱齿轮瞬态动力学分析赵垚森 徐小东 朱 勇重庆交通大学机电与车辆工程学院，重庆 400074摘要：针对齿轮在工作中时常发生的故障和失效等问题，利用ANSYS 对一对斜齿圆柱齿轮进行了瞬态动力学分析。

首先对其进行了模态分析，得到了其1～5阶的固有频率，之后根据1阶固有频率对时间步长的设置进行了计算，最后对其进行了瞬态动力学分析。

实验表明：齿轮在开始啮合时应力很大，特别是齿根处的应力十分集中。

该分析有利于在啮合齿轮对的安装和故障排查时进行针对性的处理。

关键词：斜齿圆柱齿轮；模态分析；瞬态动力学分析 中图分类号：TH132.41文献标识码：ATransient Dynamic Analysis of Helical Cylindrical Gear Based onANSYSZhao Yaosen Xu Xiaodong Zhu YongSchool of Mechanotronics and Vehicle Engineering, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074Abstract: Aiming at the frequent failures and failures of gears in operation, a transient dynamic analysis of a pair of helical gears is carried out by using ANSYS. Firstly, the modal analysis is carried out, and the natural frequency of the 1 to 5 order is obtained. Then the time step setting is calculated according to the natural frequency of the 1 order. Finally, the transient dynamic analysis is carried out. The experiment shows that the gear has great stress when starting engagement, especially the stress at the root of the gear is very concentrated. The analysis is beneficial to the targeted handling of the installation of gear pairs and troubleshooting. Keywords: helical gear; modal analysis; transient dynamic analysis引言齿轮是机械中使用最广泛的传动部件之一，它们用于许多形式和应用。