CAD /CAE / CAPP/CAM
现代制造工程
( Modern Manufacturing Engineering) 2012
年第
2
期
采用
UG、HyperMesh
和
ANSYS
的齿轮轴模态分析
舒彪
,
喻道远
,
王灯
,
张三强
(
华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室
,
武汉
430074)
摘要
:
借助
UG
强大的几何建模功能
、HyperMesh
强大的网格划分能力以及
ANSYS
的有限元分析功能
,
采用将三者结合
的分析方法
,
对齿轮轴进行模态分析
,
得出了其低阶固有频率和振型
,
对正确合理地设计齿轮轴结构具有理论意义
。
关键词
:ANSYS
软件
; HyperMesh
软件
; UG
软件
;
齿轮轴
;
模态分析
中图分类号
:TP391 . 7
文献标志码
:A
文章编号
:1671—3133(2012)02—0071—04
Model analysis of gear shaft based on UG,HyperMesh and ANSYS
Shu Biao,Yu Daoyuan,Wang Deng,Zhang Sanqiang
( State Key Laboratory of Digital Manufacturing Equipment & Technology,Huazhong
University of Science & Technology,Wuhan 430074,China)
Abstract: The powerful modeling function of UG,meshing function of HyperMesh and definite element analysis function of AN-
SYS have been fully used based on the integration of those three software to perform the model analysis of gear shaft to obtain its
low-order natural frequencies and vibration mode which provides a theoretical basis for designing gear shaft accurately and reason-
ably.
Key words: ANSYS; HyperMesh; UG; gear shaft; model analysis
0
引言
齿轮轴是减速器的重要组成部分
,
齿轮轴在高速
运行状态下的动态特性
,
如振动
、
噪声
、
稳定性是判断
其性能的重要指标
,
也是影响减速器整机运行性能的
重要因素
。
因此
,
对齿轮轴进行模态分析
,
能为齿轮
轴的正确合理设计
、
使其具有良好的动态性能指标
、
以及解决结构上出现的动态性能缺陷问题提供理论
依据
。
针对某型号减速器的齿轮轴
,
本文在对其进行
模态分析的几何建模
、
网格划分
、
分析计算各个不同
分析阶段分别采用不同的软件
,
综合运用
UG
软件
、
HyperMesh
软件
、ANSYS
软件的各自特点
,
以提高解决
问题的效率和精度
。
1 UG
[1]
、HyperMesh
[2]
、ANSYS
[3]
软件简介
UG
软件为交互式
CAD /CAM
系统
,
它功能强大
,
可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构
。
它最突
出的优点就是其几何建模功能
,
但它在有限元网格划
分及有限元分析计算和后处理方面的功能较为薄弱
。
HyperMesh
软件是一个高性能的有限元前后处理
软件
,
是美国
Atair
公司的产品
。
它最著名的特点是具
有强大的有限元网格前处理和后处理功能
。
但与
UG
相比
,
其几何建模功能较为薄弱
,
且操作界面不友好
;
与
ANSYS
相比
,
其有限元分析时材料和单元类型较
少
,
求解方法难以设置
,
在有限元分析计算与结果处
理方面的性能也较为逊色
。
ANSYS
是融结构
、
流体
、
电场
、
磁场和声场分析于
一体的大型通用有限元分析软件
。
可以进行结构分
析
、
流体动力学分析
、
电磁场分析
、
声场分析
、
压电分
析以及多物理场的耦合分析
,
可模拟多种物理介质的
相互作用
,
具有灵敏度分析及优化分析能力
。
尽管其
内有几何建模模块
,
但是在处理复杂形状时
,
其建模
功能远不如专业化几何建模软件
UG
强大
。
在网格划
分方面也与专业化的有限元前后处理软件
HyperMesh
有一定的差距
。
综上所述
,
利用
UG
对齿轮轴几何建模
,
然后利
用
HyperMesh
划分网格建立有限元模型
,
采用
AN-
SY S
进行 分 析计 算
,
可以综合运用三个软件的优
势
,
有效地提高整个分析计算过程的速度和质量
。
2
模态分析理论
模态分析是用来确定结构或构件的振动特性
,
即
17
DOI:10.16731/j.cnki.1671-3133.2012.02.009