案例5 - 斜齿轮模态分析

1.案例介绍

齿轮传动是机械传动最重要的传动部件，被广泛的应用在各个生产领域中。传动齿轮在工作过程中受到周期性载荷力的作用，有可能在标定转速内发生强烈的共振。静力学计算不能完全满足设计要求，因此有必要对齿轮进行模态分析，研究其振动特性，得到固有频率和主振型(自由振动特性)。同时，模态分析也是其它动力学分析如谐响应分析、瞬态动力学分析和谱分析的基础。

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何导入几何，自动生成网格
  • 学习如何导入模型网格
  • 学习如何设置模型与材料相关选项
  • 学习如何求解计算
• 后处理结果分析展示
  • 统计表格
  • 折线图
  • 结果云图

步骤一：导入网格

进入模态分析模块，点击“网格”，“类型”选择“上传网格”，点击“上传网格”，本案例网格名为Mgear。如下图所示：

步骤二：接触设置

本案例无接触

步骤三：单元设置

单元设置主要目的是设置单元类型，在模态分析模块中，单元类型可以设置为三维完全积分单元与三维缩减积分单元两种；网格类型可分为一阶网格与二阶网格两种。当单元设置为手动时，可对子模型进行单元设置。设置如下图所示：

步骤四：材料设置

点击“材料”后的“+”，选择材料库中“钢”的参数，将其赋值于体“BODY”上。

步骤五：边界条件与载荷

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“离心力荷载”，施加位置体BODY；

步骤六：求解器设置

求解器设置采用默认设置

步骤七：时间步&资源

“特征频率范围”设置为“截止频率”，模态阶数设为10。

步骤八：结果配置&计算

结果配置中只有位移场

点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。操作如下图所示：

步骤九：结果展示

点击“仿真计算”前“+”，可以看见三种计算结果。

1）表格-统计数据

2）绘图

3）位移云图