基于ANSYS技术的齿轮箱模态分析及优化

针对齿轮箱工作特性,利用ANSYS软件对齿轮箱做模态分析并以此为基础,分析齿轮箱模态振型对箱体性能的影响,通过改变箱体壁厚来优化箱体结构。结果表明优化后齿轮箱性能稳定,最大变形量减小,振动降低,最大等效应力下降,有利于应力的合理均匀分布,符合减振降噪的目的。     

大型船用齿轮箱的模态分析及结构优化

针对某型号大功率船用齿轮箱体的工作特性,基于NX平台建立了齿轮箱体的有限元分析(finite element analysis,FEA)模型,完成了船用齿轮箱体的固有频率和相应各阶模态振型的数值计算,并分析模态振型对箱体性能的影响,在保证不产生干涉的前提下,对箱体增设了加强筋结构,使得箱体刚度进行合理分配和平衡,达到箱体结构优化的效果。结果表明优化后的箱体总体刚度大大提高,振动明显降低,齿轮箱体的综合质量及工作稳定性得到提高。     

起升机构齿轮箱箱体结构特性分析

由于受齿轮箱箱体结构和工况的限制,无法采用常规方法获得箱体的受力分布特性。采用三维造型和有限元分析相结合的方法,获得某岸桥起升机构齿轮箱箱体在正、反转两种工况下的分析数据。根据箱体的应力和变形结果分布云图,发现了设计中的薄弱环节,提出具有针对性的改进方案。该结果对齿轮箱箱体类似问题的研究具有一定的参考价值,并对箱体的后续改进和优化具有重要的实用价值和指导意义。     

基于SIMP及应变能理论的高速动车齿轮箱结构优化

为获得高速动车齿轮箱最优结构设计方案,针对目前国产高速动车牵引齿轮箱箱体特点及存在的问题,基于SIMP(solid isotropic material with penalization)材料插值模型及应变能理论,利用软件HyperMesh中的拓扑优化与形状优化模块对动车齿轮箱箱体结构进行拓扑优化和局部形状优化.优化结果表明:优化后的动车齿轮箱结构的最大变形和最大应力有大幅度降低,能有效提高齿轮箱箱体的刚度和强度.文中结果可为设计性能优异的国产化高速动车齿轮箱提供数据支持.     

基于Ansys Workbench的减速器箱体应力分析

齿轮箱的静动态特性直接影响其结构强度及传动性能.用Pro/E软件建模,采用有限元法建立中心传动齿轮箱有限元静力学分析模型,用ANSYS Workbench10 0软件对箱体及其内部传动结构进行分析,得到位移和应力分布以及箱体的结构强度、受力状况,为箱体的优化设计提供帮助.     

刚柔耦合地铁齿轮传动系统振动响应分析

地铁齿轮箱是车辆关键传动部件,其振动情况影响列车行车安全。针对地铁齿轮箱振动响应问题,以地铁齿轮箱实体模型为研究对象,借助Cero及ADAMS的数据接口进行了数据转换,并借助ANSYS实现将齿轮箱体柔性化,基于ADAMS将柔性体替换掉原模型对应刚性体,并对其进行合理约束,建立齿轮接触模型,并采用ADAMS内置机械包模块建立轴承副,生成了地铁齿轮箱刚柔耦合动力学模型。根据齿轮箱动力学仿真结果,分析箱体在齿轮启动瞬间及加速阶段存在较大振动冲击,比较各测点的应力应变情况可知,上箱体明显较之下箱体有更显著的振动冲击响应,上箱体观察口及上箱体顶部区域由于信号的叠加作用等因素有较大的应力应变响应,可以考虑对箱体结构进行优化,考虑添加加强筋等措施加强危险节点的稳定性。为地铁车载齿轮箱设计提供参考。     

大功率风电增速器箱体疲劳寿命分析

建立某大功率风电增速器箱体的三维模型,计算单位静载荷作用下箱体的应力应变;依据德国劳埃德船级社规范(GL2010),给出风电齿轮箱箱体部件的S-N曲线的拟合方法;应用雨流循环计数法计算箱体疲劳载荷谱。应用Miner线性积累疲劳损伤理论和雨流循环计数法,对风电齿轮箱箱体进行疲劳寿命分析,得到了风电增速器箱体的疲劳寿命。通过对箱体疲劳寿命结果的分析,对箱体结构进行优化,为大功率风电增速器箱体的疲劳寿命分析提供设计思路,为风电齿轮箱箱体的设计提供了参考。     

基于参数化设计的高速齿轮箱多目标优化分析

为了提高某高速齿轮箱体的静动态特性,采用多目标优化方法中的主要目标法,对参数化设计的高速齿轮箱体进行结构优化分析。基于ANSYS Workbench的仿真模拟结果表明,多目标优化方法可以在减轻箱体质量的同时,有效地提高箱体的静动性能和设计效率,满足高速齿轮箱体更高的性能要求,为齿轮箱其他相关零部件的优化设计和改进提供了理论依据和参考。     

人字齿轮系统振动传递分析优化与试验验证

为了有效分析人字齿轮传动系统振动传递特性、合理预估箱体结构振动噪声,建立考虑箱体内润滑油流固耦合的齿轮箱有限元模型,将文献[5]计算分配到各支撑轴承的时变动态载荷施加到箱体各轴承孔中心耦合参考点,由ANSYS软件的瞬态动力学分析模块对齿轮箱进行动态响应分析,对得到的齿轮箱考察结点结构振动加速度进行预估。选取改进的自适应遗传算法对人字齿轮小轮齿面进行多动力学目标的齿面三维优化设计,优化结果表明在给定优化载荷工况下,轮齿端面啮合线方向相对振动加速度及齿轮箱体机脚参考点结构振动加速度均得到明显下降。搭建人字齿轮传动系统封闭功率流试验台,利用海德汉圆光栅编码器高精度特性对人字齿轮端面啮合线向相对振动进行测量,加速度计测量箱体轴承座、箱体机脚位置振动加速度,以此验证人字齿轮动力系统振动传递理论及齿面三维修形减振效果。     

地铁齿轮箱箱体模态及谐响应分析

通过Pro/E三维软件对地铁齿轮箱箱体进行三维实体建模,然后导入Workbench中对箱体进行有限元模态分析,得出箱体的固有频率和振型;进行实验模态分析与有限元模态分析结果进行对比,检验箱体模态分析方法的可行性;在有限元模态分析的基础上进行谐分析,得出不同频率作用下箱体结构抗振性能。从而在设计过程中可以对箱体结构进行合理布置,增加箱体刚度,并为进一步进行齿轮箱的动态响应分析提供可靠依据。     

基于静动力学的船用齿轮箱焊接箱体轻量化

利用齿轮箱系统分析软件MASTA和大型通用CAE软件MSC Patran&Nastran,建立船用齿轮箱啮合分析模型和箱体有限元模型,分析对比多工况下齿轮箱箱体载荷,并进行结构效能分析评价.基于应力场平衡原理,结合强度和刚度的约束,以减少冗余材料为目标,设计箱体的轻量化结构,通过对轻量化箱体的模态分析,避免了齿轮箱系统...     

重型刮板输送机减速器箱体动特性与试验研究

齿轮箱箱体的力学特性直接影响着重型刮板输送机可控启动装置(CST)运行的可靠性。针对某型CST齿轮传动系统,采取动力学分析与试验研究相结合的手段,在额定载荷工况下,确定齿轮箱箱体的支承动反力及边界条件,分析其瞬态应力、振动响应特性,获取齿轮箱体的固有特性与刚度的薄弱位置;最后,开展CST齿轮箱加载试验,分析运转状态下箱体表面应力和振动信号及其频谱。分析表明,理论结果与实测数据具有一致性,箱体表面的最大动应力通常远小于其材料的许用应力,箱体和齿轮传动系统不会出现耦合共振现象,中间箱体为整个减速器箱体的刚度薄弱环节,且箱体在输出端的前部振动较大。研究结果为CST减速器结构的动态优化提供理论依据和数据支撑。     

齿轮箱箱体结构对其振动模态的影响研究

借助I-DEAS和NASTRAN软件平台对某齿轮箱进行了振动模态分析,研究并讨论了齿轮箱箱体结构型式对振动模态的影响,分析并验证了结构布局、大弧面和加强筋是提高齿轮箱箱体的抗振能力的重要途径,其结论可以为齿轮箱的动态设计提供参考。     

高速动车组齿轮箱内部流场仿真分析及搅油损失计算

为精确、快速地获取操作过程中高速列车齿轮箱中复杂内部流场的真实运动和分布状态,通过合理简化高速动车组驱动齿轮箱的三维模型,采用运动粒子仿真(Moving Particle Simulation,MPS)开展仿真分析.基于箱体内部油液不同瞬时分布状态,研究正、反转工况、油液浸没深度和润滑油黏度等参数对齿轮箱内部流场分布的...     

郑州地铁电客车齿轮箱典型故障分析

结合郑州地铁运营过程中出现的2起齿轮箱典型故障,通过对齿轮箱拆解检查,进行相关的检测分析,追溯齿轮箱箱体生产工艺,并从结构设计方面进行分析,最终明确了故障原因,并针对相应的缺陷提出了优化措施,可以为其他项目类似结构的齿轮箱检修及故障分析提供参考.     

风电齿轮箱振动响应研究

以某2.5 MW风电齿轮箱为研究对象,建立动力学仿真模型,对齿轮箱在高速级齿轮啮合激励下的振动响应进行分析.通过改变齿轮修形参数、齿轮宏观参数、齿轮和箱体结构,提出减小齿轮箱振动的优化方案.优化方案经试验验证有效,可以作为解决类似振动问题的参考.     

SHJ-65A双螺杆挤出机传动箱箱体有限元分析

以SHJ-65A双螺杆挤出机传动箱箱体为研究对象,在Pro/E中创建齿轮箱体模型并导入有限元软件ANSYS 11.0中;对传动箱箱体进行静力学分析和模态分析,通过静力分析得到箱体的变形和等效应力应变云图,通过模态分析得到箱体的固有频率值及振型图,分析结果为箱体的结构改进和尺寸优化提供了理论依据.     

大型桥式起重机减速器箱体轻量化设计

在齿轮箱箱体强度和模态分析的基础上,采用拓扑优化方法对箱体进行了轻量化设计,在满足箱体可靠性的条件下,优化后箱体质量减轻约15%,通过箱体优化前后的性能对比分析,验证了箱体改进的合理性。     

基于模态计算的风电齿轮箱振动噪声控制

风电齿轮箱型式试验中,振动噪声测试是验证设计、制造、装配质量的重要环节。本文针对某型风电齿轮箱样机进行加载环境下振动噪声测试,测试数据超过企业标准。为改善和优化产品设计,运用有限元模态分析对齿轮箱箱体结构重新修改,最终测试数据表明达到企业产品定型要求。     

基于流固耦合理论的高速齿轮箱内部流场数值分析

利用Pumplinx软件,对高速动车组驱动齿轮箱内齿轮啮合过程中润滑油分布规律和齿轮箱内部压力场变化规律进行数值分析。使用RNG k-ε湍流模型和动网格模型建立基于流固耦合理论的齿轮箱内部流场的VOF两相流模型,对其进行数值模拟,并对关键节点压力进行监测,对比分析不同齿轮参数对箱体内部流场的影响。结果表明:在齿轮啮合区与从动齿轮左下方有漩涡出现;在啮合区的出口处压力有较大波动,稳定时啮入点压力在正压范围内波动,啮出点压力在负压范围内波动,通气孔处压力波动较大且无规律可寻;齿轮转速越快、齿轮越宽,箱体内部压力波动越大,合理降低转速和齿宽,有利于实现内部流场压力的均匀分布。通过数值仿真和监测关键位置可以得到齿轮箱内部流场的两相流分布和压力场变化规律,可为齿轮箱结构的合理设计与润滑油的合理配置提供的理论依据。