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《基于ansys減速器軸承端蓋熱、結(jié)構(gòu)耦合場分析》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、基于ANSYS的減速器軸承端蓋熱一結(jié)構(gòu)耦合場分析（純粹為了完成作業(yè)寫的，得分不高，希望對你有幫助）摘要：減速器在工程機(jī)械中運(yùn)用十分廣泛，而其散熱一直存在較大的問題。本文運(yùn)用ansys對減速器軸承端蓋進(jìn)行了熱一結(jié)構(gòu)耦合場的分析，得出了其散熱趨勢以及變形趨勢,得到了溫度分布圖、軸向變形云圖、軸向應(yīng)力云圖，對減速器軸承端蓋的設(shè)計(jì)和優(yōu)化有一定的指導(dǎo)意義。關(guān)鍵詞：減速器；軸承端蓋；ansys;熱、結(jié)構(gòu)耦合場1-引言減速器是在原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用的機(jī)構(gòu)，其在工程機(jī)械領(lǐng)域運(yùn)用十分廣泛。對于齒輪圓周速度不大的減速器，一般采用將大齒輪浸入油池中的浸油潤滑。這樣，齒輪在傳動
2、時(shí)，就把潤滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)也將油世到箱壁上，借以散熱。工作中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油溫溫升超過80°C或油池溫度超過100°C及產(chǎn)生不正常的噪聲等現(xiàn)象時(shí)應(yīng)停止使用，檢查原因，必須排除故障，更換潤滑油后，方可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)用ansys對減速器軸承端蓋進(jìn)行熱一結(jié)構(gòu)耦合場的分析，得出了其散熱趨勢以及變形趨勢，這樣我們運(yùn)用傳感器對減速器軸承端蓋進(jìn)行檢測，就能大致預(yù)測減速箱內(nèi)部的溫度，冇利丁?傳感器使用壽命的提高。同時(shí)我們將得到軸承端蓋的溫度分布圖、軸向變形云圖、軸向應(yīng)力云圖，對減速器軸承端蓋的設(shè)計(jì)和優(yōu)化有一定的指導(dǎo)意義。2.軸承端蓋熱一結(jié)構(gòu)模及相關(guān)參數(shù)條件建立2.1熱一結(jié)構(gòu)分析方法減速器軸承端蓋的結(jié)構(gòu)
3、及結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)與熱變化過程相互影響，需要按照熱、結(jié)構(gòu)耦合模式進(jìn)行分析。ANSYS捉供了兩種耦合場的分析方式：間接法和直接法。間接法求解熱一結(jié)構(gòu)耦合問題也稱為熱應(yīng)力分析，是指溫度場引起結(jié)構(gòu)場屮的熱應(yīng)變、熱應(yīng)力，但結(jié)構(gòu)應(yīng)變場的變化不影響溫度場。在此類問題中作為體載荷盲接施加在結(jié)構(gòu)上的節(jié)點(diǎn)溫度可以直接定義或由熱分析獲得。盲接法則使用具有位移和溫度口由度的耦合單元類型，同時(shí)得到熱分析和結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析的結(jié)果。對于沒有呈現(xiàn)高度非線性相關(guān)的熱一結(jié)構(gòu)耦合問題，一股使用間接法分別進(jìn)行熱分析和結(jié)構(gòu)分析搞更冇效和靈活。但對于高度非線性相關(guān)的熱一結(jié)構(gòu)耦合問題,直接法可以得到比較準(zhǔn)確的結(jié)果。我們將運(yùn)用間接分析法來
4、分析減速器軸承端蓋的熱一結(jié)構(gòu)耦合問題。2.2軸承端蓋模型簡化及和關(guān)參數(shù)建立減速器軸承端蓋有各種各樣的類型，本文討論如下圖1中比較常用的一種軸承端蓋。+軸承端蓋圖1減速器屮的軸承端蓋D為軸承外徑，我們選用90mm；D2=D+（5?5.5）d3,d3為M12螺釘大徑,所以D?=150mm；厚度c3=8mm；具體尺寸如卜-圖2,圖2軸承端蓋尺寸圖在ansys建模中，我們忽略了一些局部的圓角，同時(shí)，我們將螺栓聯(lián)接處作為無羌別的端蓋材料處理。端蓋的材料為45鋼，彈性模量200GPa,泊松比0.3,傳熱系數(shù)19w/（m2.K）,熱膨脹系數(shù)0.65X10-5/°C_1o軸承端蓋軸向位移被約束,給定其內(nèi)
5、表面受軸向擠壓位移0.1mm,減速器內(nèi)溫度為100°C,端蓋外溫（室溫）為20°Co2.軸承端蓋熱一結(jié)構(gòu)耦合場分析ansys程序開發(fā)3.1軸承端蓋溫度分布云圖首先將數(shù)據(jù)庫清空，更改工作文件名為thermal-struct,分析標(biāo)題為thermalstressanalysisofastructure,定義單元類型，材料屬性,建立兒何模型，劃分網(wǎng)格（如圖3）EiOTjrrs>ANSYSR14.5JAN6201420:00:331thensalstressanalysis圖3軸承端蓋網(wǎng)格劃分設(shè)置求解類型為steady-state,施加溫度載荷并求解，得到軸承端蓋節(jié)點(diǎn)溫度分布云圖（如圖4）3.2
6、軸承端蓋熱一結(jié)構(gòu)耦合ansys分析轉(zhuǎn)換模型的單元類型為thermaltostruc,定義材料機(jī)械屬性為EX=200e9,PRXY=0.3,ALPX=0.65e-5,施加端蓋內(nèi)表面軸向變形0.1mm,設(shè)置參考溫度為20,讀取文件thermal-struct.rth屮節(jié)點(diǎn)溫度的數(shù)據(jù)，保存并求解。得到軸承端蓋軸向變形云圖（圖5）、軸承端蓋軸向應(yīng)力云圖（圖6）。HODALSOLUTIOHSTEP-1SUB-1TIME-1UY(AVG)RSYS-0DMX-.302E-03ANSYSR14.5JAN6201420:19:59-.002E-03??2?4E?g-.157E-03-.9$9E-04?.0
7、11E-04-.26?E-03--201E-03-.133E??650E-04.285E?0SSMN—.3O2E-O3SHX-.285E-05thermalstressanalysisANSYSR】4?5JAN6201420:21:40圖5軸承端蓋軸向變形云圖MODALSOLimOBSTEP-1SUBTIME-1SY(AVG)RSYS?ODMX-.302E-03SHN■-.179E4-10SMX=?327E+O9??179E*10?
