弧齿锥齿轮的向量式有限元静态啮合分析
本文选题:弧齿锥齿轮 切入点:向量式有限元 出处:《西安交通大学学报》2017年09期
【摘要】:针对目前向量式有限元的类型和应用范围,根据向量式有限元的基本理论推导了八节点六面体实体单元的基本理论计算式,阐述了逆向运动和单元内力的求解过程,将向量式有限元的应用范围拓展到空间和工程应用领域。对于空间实体结构的接触行为,采用主从面算法和内外算法分别进行了全局搜索和局部搜索,以实现碰撞检测,并通过罚函数法来处理接触问题。以一对弧齿锥齿轮为例,建立了向量式有限元模型,利用该模型进行了分析和计算,并将计算结果与传统有限元计算结果进行了对比,结果表明:通过向量式有限元计算得到的接触力、接触应力以及齿面印痕等与传统有限元方法计算的结果吻合程度较高,并且可以在网格单元较少的情况下得到较为精确的结果。
[Abstract]:In view of the types and application scope of vector finite element at present, according to the basic theory of vector finite element, this paper deduces the basic theoretical calculation formula of eight-node hexahedron solid element, and expounds the solving process of reverse motion and internal force of element.The application scope of vector finite element method is extended to space and engineering applications.For the contact behavior of spatial entity structure, the master-slave surface algorithm and the internal and external algorithm are used to carry out global search and local search, respectively, in order to realize collision detection, and the penalty function method is used to deal with the contact problem.Taking a pair of spiral bevel gears as an example, a vector finite element model is established. The model is used to analyze and calculate, and the calculated results are compared with those of the traditional finite element method.The results show that the contact force, contact stress and tooth impression calculated by the vector finite element method are in good agreement with those obtained by the traditional finite element method.And the more accurate results can be obtained in the case of fewer grid cells.
【作者单位】: 西北工业大学机电学院;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(51375384)
【分类号】:TH132.41
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,本文编号:1718381
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