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《基于ansys减速器轴承端盖热、结构耦合场分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、基于ANSYS的减速器轴承端盖热一结构耦合场分析（纯粹为了完成作业写的，得分不高，希望对你有帮助）摘要：减速器在工程机械中运用十分广泛，而其散热一直存在较大的问题。本文运用ansys对减速器轴承端盖进行了热一结构耦合场的分析，得出了其散热趋势以及变形趋势,得到了温度分布图、轴向变形云图、轴向应力云图，对减速器轴承端盖的设计和优化有一定的指导意义。关键词：减速器；轴承端盖；ansys;热、结构耦合场1-引言减速器是在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用的机构，其在工程机械领域运用十分广泛。对于齿轮圆周速度不大的减速器，一般采用将大齿轮浸入油池中的浸油润滑。这样，齿轮在传动
2、时，就把润滑油带到啮合的齿面上，同时也将油世到箱壁上，借以散热。工作中，当发现油温温升超过80°C或油池温度超过100°C及产生不正常的噪声等现象时应停止使用，检查原因，必须排除故障，更换润滑油后，方可继续运转。运用ansys对减速器轴承端盖进行热一结构耦合场的分析，得出了其散热趋势以及变形趋势，这样我们运用传感器对减速器轴承端盖进行检测，就能大致预测减速箱内部的温度，冇利丁•传感器使用寿命的提高。同时我们将得到轴承端盖的温度分布图、轴向变形云图、轴向应力云图，对减速器轴承端盖的设计和优化有一定的指导意义。2.轴承端盖热一结构模及相关参数条件建立2.1热一结构分析方法减速器轴承端盖的结构
3、及结构的材料参数与热变化过程相互影响，需要按照热、结构耦合模式进行分析。ANSYS捉供了两种耦合场的分析方式：间接法和直接法。间接法求解热一结构耦合问题也称为热应力分析，是指温度场引起结构场屮的热应变、热应力，但结构应变场的变化不影响温度场。在此类问题中作为体载荷盲接施加在结构上的节点温度可以直接定义或由热分析获得。盲接法则使用具有位移和温度口由度的耦合单元类型，同时得到热分析和结构应力分析的结果。对于没有呈现高度非线性相关的热一结构耦合问题，一股使用间接法分别进行热分析和结构分析搞更冇效和灵活。但对于高度非线性相关的热一结构耦合问题,直接法可以得到比较准确的结果。我们将运用间接分析法来
4、分析减速器轴承端盖的热一结构耦合问题。2.2轴承端盖模型简化及和关参数建立减速器轴承端盖有各种各样的类型，本文讨论如下图1中比较常用的一种轴承端盖。+轴承端盖图1减速器屮的轴承端盖D为轴承外径，我们选用90mm；D2=D+（5〜5.5）d3,d3为M12螺钉大径,所以D?=150mm；厚度c3=8mm；具体尺寸如卜-图2,图2轴承端盖尺寸图在ansys建模中，我们忽略了一些局部的圆角，同时，我们将螺栓联接处作为无羌别的端盖材料处理。端盖的材料为45钢，弹性模量200GPa,泊松比0.3,传热系数19w/（m2.K）,热膨胀系数0.65X10-5/°C_1o轴承端盖轴向位移被约束,给定其内
5、表面受轴向挤压位移0.1mm,减速器内温度为100°C,端盖外温（室温）为20°Co2.轴承端盖热一结构耦合场分析ansys程序开发3.1轴承端盖温度分布云图首先将数据库清空，更改工作文件名为thermal-struct,分析标题为thermalstressanalysisofastructure,定义单元类型，材料属性,建立儿何模型，划分网格（如图3）EiOTjrrs>ANSYSR14.5JAN6201420:00:331thensalstressanalysis图3轴承端盖网格划分设置求解类型为steady-state,施加温度载荷并求解，得到轴承端盖节点温度分布云图（如图4）3.2
6、轴承端盖热一结构耦合ansys分析转换模型的单元类型为thermaltostruc,定义材料机械属性为EX=200e9,PRXY=0.3,ALPX=0.65e-5,施加端盖内表面轴向变形0.1mm,设置参考温度为20,读取文件thermal-struct.rth屮节点温度的数据，保存并求解。得到轴承端盖轴向变形云图（图5）、轴承端盖轴向应力云图（图6）。HODALSOLUTIOHSTEP-1SUB-1TIME-1UY(AVG)RSYS-0DMX-.302E-03ANSYSR14.5JAN6201420:19:59-.002E-03•・2?4E・g-.157E-03-.9$9E-04・.0
7、11E-04-.26«E-03--201E-03-.133E・・650E-04.285E・0SSMN—.3O2E-O3SHX-.285E-05thermalstressanalysisANSYSR】4・5JAN6201420:21:40图5轴承端盖轴向变形云图MODALSOLimOBSTEP-1SUBTIME-1SY(AVG)RSYS«ODMX-.302E-03SHN■-.179E4-10SMX=・327E+O9・・179E*10・
