Standard 模擬轉(zhuǎn)動的齒輪

Abaqus中把所有載荷按一定的要求分成若干載荷步step,每一步step根據(jù)abaqus自動載荷增量,分成若干增量increments,每一增量施加一定的載荷,然后每一增量通過若干迭代步iteration進行迭代,當系統(tǒng)達到平衡時,迭代結(jié)束,完成一個增量。當所有的增量都完成后,計算結(jié)束;反之,計算可能出現(xiàn)發(fā)散。這時,可以通過采用多鐘方法(如調(diào)整放大質(zhì)量系數(shù),單元網(wǎng)格優(yōu)化等)調(diào)整增量大小,使計算繼續(xù)進行。下面例子深刻認識增量步。

為一個齒輪施加轉(zhuǎn)速,另一個齒輪施加扭矩。網(wǎng)格質(zhì)量良好。載荷及邊界條件均相同(從動輪扭矩10Nm,轉(zhuǎn)速0.1 rad/s,觀察不同時間總長(0.2s,0.4s和1s)各增量步時的最大等效應(yīng)力如圖所示。0.2s進行了三種增量步長選取方式的對比。對此個例,從最終結(jié)果來看,增量步長選取方式(初始值、最大步長、自動或固定步長)影響不大,但從過程來看,增量步長選取方式還是有所差別。

如果采用默認的ramp加載方式,只有最后一個增量步下為滿載,因此對于采用ramp幅值,施加轉(zhuǎn)速在Standard中模擬,只有step中的最后一步具有意義。因此,需要修改幅值曲線,比如希望運行2s,在0.2s就可以將載荷全部加上,觀察齒輪嚙合過程的應(yīng)力變動。

附數(shù)據(jù)集matlab程序

t10=[0.0125 0.025 0.04175 0.071875 0.1141 0.1771 0.2721 0.4146 0.6282 0.9486 1];

mises10=[3.286 6.467 11.32 18.44 29.25 45.16 69.45 94.88 155 256.6 209.4];

t2=[0.0125 0.025 0.04375 0.071875 0.1141 0.1773 0.2];

mises2=[1.628 3.234 38.73 92.23 146.3 225.6 254.9];

cpress2=[33.31 66.15 72.01 190.4 302.7 471.9 532.8];

t4=[0.0125 0.025 0.04375 0.071875 0.1141 0.1773 0.2723 0.4];

mises4=[8.178 16.17 21.47 46.11 73.15 112.9 173.6 232.7];

t2fixed=[0.01 0.02 0.035 0.0575 0.09125 0.14125 0.19125 0.2];

mises2fixed=[12.92 25.87 45.26 74.14 117.1119.8243.6 254.8];

t2fixed2=[0.001 0.002 0.0035 0.00575 0.009125 0.0141875 0.0217813 0.0317812 0.0417813 0.0517812 0.0617813 0.0717812 0.0817813 0.0917812 0.1017813 0.1117812 0.1217813 0.1317813 0.1417813 0.1517813 0.1617813 0.1717813 0.1817813 0.1917813 0.2];

mises2fixed2=[1.29 2.58 4.52 7.43 11.8 18.14 28.17 41.1 34.1 66.9 79.37 92.11 104.9 117.7 130.6 143.4 153.9 122.9 121.9 165.8 206.1 218.8 231.6 244.3 254.8];

plot(t2,mises2,’-.’);

hold on;

plot(t2fixed,mises2fixed);

hold on;

plot(t2fixed2,mises2fixed2);

hold on;

plot(t4,mises 4);

hold on;

plot(t10,mises10);

hold on;

title(‘Prove the unsuitability of the standard module for the gear rotation simulation’);

xlabel(‘Time(s)’);

ylabel(‘Maximum Mises Stress (Mpa)’);

 

By juju Oct. 2010