面臨的挑戰：

來自海克(ke)斯康(kang)的解決方(fang)案：

a)模擬(ni)仿真(zhen)軟件(jian)

根據齒(chi)輪(lun)(lun)齒(chi)條的(de)(de)(de)工(gong)作條件(jian)(jian)，部件(jian)(jian)之間的(de)(de)(de)接觸分(fen)析(xi)(xi)，傳動分(fen)析(xi)(xi)以及疲勞分(fen)析(xi)(xi)，是齒(chi)輪(lun)(lun)零部件(jian)(jian)常見的(de)(de)(de)模擬仿真分(fen)析(xi)(xi)。

在設計(ji)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)條時，設計(ji)師必須定義(yi)其接(jie)觸(chu)問題以(yi)計(ji)算(suan)齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)條傳(chuan)力(li)(li)，只有(you)計(ji)算(suan)出準(zhun)確的(de)傳(chuan)力(li)(li)，才有(you)可(ke)能計(ji)算(suan)出精(jing)準(zhun)的(de)機械效率(lv)以(yi)及做(zuo)進一步的(de)結構分析和疲勞(lao)分析。我們可(ke)以(yi)用到(dao)Adams將齒(chi)(chi)(chi)輪(lun)(lun)齒(chi)(chi)(chi)條作為系統動力(li)(li)仿真的(de)一部分，精(jing)準(zhun)、快速建(jian)模(mo)，計(ji)算(suan)分析得到(dao)傳(chuan)動力(li)(li)大小(xiao)。同時也(ye)可(ke)以(yi)用Marc軟件做(zuo)齒(chi)(chi)(chi)頂、齒(chi)(chi)(chi)根的(de)應力(li)(li)、應變(bian)及變(bian)形分析，得到(dao)準(zhun)確的(de)結構分析結果(guo)。

?接觸分析模(mo)塊

本軟件可實現多種場(chang)景的分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)，比如非線性結構(gou)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、失效和破壞分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、傳(chuan)熱過程分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)、多物理場(chang)耦合分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)和熱燒蝕分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)。其中(zhong)接觸分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)功能是非線性結構(gou)分(fen)(fen)(fen)析(xi)(xi)中(zhong)的一個(ge)典型應用。

Marc在同(tong)類軟件中(zhong)具(ju)有最強的(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)分析(xi)(xi)能力(li)。對(dui)于基(ji)本的(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)狀態(tai)，提供基(ji)于直(zhi)接約束(shu)的(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)算法，可自動分析(xi)(xi)變形(xing)(xing)(xing)體之間，變形(xing)(xing)(xing)體與剛體以及(ji)變形(xing)(xing)(xing)體自身的(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)。新(xin)的(de)Segment-to-Segment的(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)形(xing)(xing)(xing)式，使得兩接觸(chu)(chu)(chu)(chu)體在接觸(chu)(chu)(chu)(chu)部位(wei)的(de)應力(li)分布變得非(fei)常連續。Marc支持不同(tong)單元類型(xing)間的(de)接觸(chu)(chu)(chu)(chu)分析(xi)(xi)。還具(ju)有傳統的(de)間隙摩擦單元模式，也可以用非(fei)線性(xing)彈簧單元來模擬非(fei)線性(xing)支撐(cheng)邊界(jie)。

Marc還可(ke)以處(chu)理較大過(guo)(guo)盈量以及過(guo)(guo)盈量不均勻(yun)分(fen)布的裝(zhuang)配體(ti)接觸問題，即可(ke)用于(yu)分(fen)析初始導入的CAD模(mo)型存(cun)在過(guo)(guo)盈的情(qing)況(kuang)，也可(ke)以在初始無過(guo)(guo)盈的模(mo)型中直接指定(ding)物體(ti)間的過(guo)(guo)盈量，從(cong)而模(mo)擬對應的裝(zhuang)配關系和(he)初應力的影響。

對于(yu)齒輪(lun)齒條(tiao)(tiao)的(de)接觸分析，通過模(mo)擬仿(fang)真可(ke)以得到齒輪(lun)齒條(tiao)(tiao)在不(bu)同(tong)載荷(he)、不(bu)同(tong)裝(zhuang)配位(wei)置以及采用(yong)不(bu)同(tong)材料(liao)情況下的(de)接觸應力與(yu)變(bian)形，同(tong)時Marc軟(ruan)件(jian)還(huan)可(ke)以模(mo)擬齒輪(lun)齒條(tiao)(tiao)接觸表面(mian)在多次承受接觸、摩(mo)擦載荷(he)產生的(de)磨損。

接觸(chu)分析計算

?傳動分析模塊(kuai)

Adams中Adams Machinery Gear模塊支持齒輪(lun)齒條建模。Adams Machinery Gear為齒輪(lun)齒條提供一種快速處理方法(fa)，方便工(gong)程師對齒輪(lun)齒條快速建模，從而幫助計算(suan)傳力。

傳統(tong)的(de)齒輪(lun)設計(ji)考慮靜特性比較多，從(cong)系(xi)統(tong)工(gong)程(cheng)和(he)可(ke)靠(kao)性要求出發(fa)，不足(zu)以滿(man)足(zu)現代設計(ji)的(de)要求，必須對(dui)(dui)(dui)其動(dong)特性進行分析，即對(dui)(dui)(dui)齒輪(lun)系(xi)統(tong)動(dong)力(li)學(xue)進行準(zhun)確計(ji)算(suan)和(he)評估。一般齒輪(lun)動(dong)力(li)學(xue)計(ji)算(suan)方法基本是(shi)將齒輪(lun)作(zuo)為剛體處(chu)理(li)，雖然(ran)計(ji)算(suan)速度(du)(du)可(ke)以保證，但計(ji)算(suan)精(jing)度(du)(du)總是(shi)差強人意。反(fan)過(guo)來，如果單純利用(yong)有(you)限元方法計(ji)算(suan)，精(jing)度(du)(du)可(ke)以達到要求，但計(ji)算(suan)速度(du)(du)又成為設計(ji)過(guo)程(cheng)短(duan)板(ban)。如何均衡齒輪(lun)系(xi)統(tong)動(dong)力(li)學(xue)計(ji)算(suan)中速度(du)(du)和(he)精(jing)度(du)(du)要求，對(dui)(dui)(dui)計(ji)算(suan)工(gong)具提出了很高的(de)要求。Adams GearAT正是(shi)一款(kuan)實現了速度(du)(du)和(he)精(jing)度(du)(du)完(wan)美平衡的(de)高保真(zhen)齒輪(lun)系(xi)統(tong)動(dong)力(li)學(xue)仿真(zhen)工(gong)具。

基于(yu)這套仿(fang)真工具，用(yong)(yong)戶可(ke)(ke)以結合(he)靜態和(he)(he)動態的分(fen)(fen)(fen)析方法，完成傳(chuan)動系統的仿(fang)真分(fen)(fen)(fen)析。設計(ji)人員可(ke)(ke)以設計(ji)出(chu)性(xing)能最優的傳(chuan)動系統，利用(yong)(yong)Adams GearAT與Nastran的無(wu)縫集成功能，便捷地處理(li)柔性(xing)齒輪，實現剛柔耦合(he)仿(fang)真分(fen)(fen)(fen)析，觀察相(xiang)關動態效(xiao)果。比(bi)如(ru)分(fen)(fen)(fen)析齒輪嚙合(he)的同時(shi)，還可(ke)(ke)以同步接(jie)收并考(kao)慮(lv)齒輪和(he)(he)軸(zhou)承上的位移，變形(xing)和(he)(he)應(ying)力(li)的信息。

齒(chi)(chi)輪齒(chi)(chi)條建(jian)模

?疲(pi)勞分析(xi)模(mo)塊

一些受(shou)力(li)(li)復雜的(de)大型(xing)構(gou)件(jian)或(huo)關(guan)鍵機械部(bu)(bu)件(jian)往往要(yao)進(jin)行(xing)(xing)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)(xing)分析(xi),從有(you)限(xian)元(yuan)的(de)角度分析(xi)可(ke)以使計算結(jie)果(guo)更加準確,若再采用有(you)限(xian)元(yuan)軟(ruan)件(jian)進(jin)行(xing)(xing)輔(fu)助分析(xi) ,就會令計算工(gong)作(zuo)量大大降(jiang)(jiang)低(di) 。利用Nastran軟(ruan)件(jian)和(he)有(you)限(xian)元(yuan)分析(xi)方法(fa)，對齒輪齒條進(jin)行(xing)(xing)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)(xing)分析(xi),計算結(jie)果(guo)能精確反映受(shou)力(li)(li)零(ling)件(jian)應力(li)(li)集中部(bu)(bu)位(wei)及各部(bu)(bu)位(wei)的(de)應力(li)(li)值(zhi)。通過(guo)工(gong)作(zuo)應力(li)(li)值(zhi)與材料許用應力(li)(li)值(zhi)的(de)比較(jiao)，對零(ling)件(jian)結(jie)構(gou)進(jin)行(xing)(xing)改進(jin),有(you)效降(jiang)(jiang)低(di)應力(li)(li)集中,提高零(ling)件(jian)的(de)可(ke)靠(kao)(kao)性(xing)(xing)[1]。

MSC Nastran嵌入(ru)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)是(shi)基于 CAE預測疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)的(de)(de)全新方法，首次將疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)分(fen)析為有限元(yuan)解算過程的(de)(de)一部分(fen)，而(er)不是(shi)作為后(hou)處理。改(gai)(gai)進了(le)目前繁重而(er)耗時(shi)的(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)求(qiu)解過程。由于大(da)幅減少了(le)各種疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)計算文(wen)件的(de)(de)數量，從(cong)而(er)大(da)大(da)縮短了(le)總(zong)計算時(shi)間，Nastran嵌入(ru)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)徹(che)底改(gai)(gai)變(bian)了(le)當(dang)前的(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)計算模式。 借(jie)助嵌入(ru)Nastran的(de)(de)疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)（NEF）軟(ruan)件，不再需要龐大(da)的(de)(de)應(ying)力（中(zhong)間）文(wen)件。由此無需傳輸應(ying)力文(wen)件，大(da)大(da)降低了(le)對 CPU（內存(cun)）的(de)(de)需求(qiu)，真正實現了(le)在(zai)內存(cun)中(zhong)進行疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)計算，使疲(pi)勞(lao)(lao)(lao)計算成為可能(neng)。

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