急切请教问题：齿轮啮合过程的（麻烦大家了）

sqf0834 · 发表于 2006-9-11 12:34:01

最近一直在做这个问题，前面已经发过贴子。曾得到过aba_aba大侠的回复，非常感谢！但始终都没有解决好问题。我试验了好多次，居然出现了齿轮接触时一个齿穿过了另一个齿。我接触定义的是显式通用接触（all self),阻碍力矩也不大，真是百思不得其解。现将avi放在了邮箱里面：账号：cae00@sohu.com 密码：cae000 主题为“动画（avi)”的那个文件。由于我是加了一个初始应力场，那个文件又太大，上传的那个cae模型可能不能算，可以看一下那些加载。或者是把初始场去了看大家有没有好的方法也能做出正确的结果，不甚感激！急着用呀！谢谢各位。

sqf0834 · 发表于 2006-9-11 22:04:49

aba_aba版主在吗？真的很急了呀！今天晚上把网格加密了还是不行！

aba_aba · 发表于 2006-9-11 22:16:18

参考一下 http://www.simwe.com/forum/viewthread.php?tid=722822，不知有没有帮助。

sqf0834 · 发表于 2006-9-11 22:31:32

我看了那个帖子，网格我今天晚上加密了可是还是出现了那个问题，明天我去再加密一些！

sqf0834 · 发表于 2006-9-11 22:37:48

对了，我用的是通用接触（all with self).我也尝试过用双面接触，将weight改为了0.5！但是算到一定时候出现了变形速度超过了波速，停止运算！这种情况一般是什么原因呢？

sqf0834 · 发表于 2006-9-12 12:31:16

大家看一下哟，真的很急了！谢谢！

aba_aba · 发表于 2006-9-12 15:54:51

我这里计算还没结束，先说说我看到的问题：

- field和速度边界条件中的角速度单位都是弧度 / 秒，你输入的好像是度 / 秒。转得太快了，冲击效应大，可能导致异常。

- 边界条件和载荷都应该使用smooth类型的amplitude, 以避免冲击效应。见Getting Started with ABAQUS 13.5 Example: forming a channel in ABAQUS/Explicit：

“For the first attempt of this metal forming analysis, you will use tabular amplitude curves with the default smoothing parameter for both the application of the holder force and the punch stroke. “

- 内壁和参考点的连接不要用rigid body约束，应该用coupling. 把coupling type设为distributing, 内壁就可以发生变形，可能就不会只是内壁旋转而造成扭曲。

- 应力沿轴向是均匀的，在轴向划分5个单元估计就够了，节省计算时间。

sqf0834 · 发表于 2006-9-12 18:09:31

非常感谢你的帮助，我也自己试验一下，万分感谢呀！真是服了！

aba_aba · 发表于 2006-9-12 21:20:57

我只算了你的caemodel.cae. 穿透应该是因为应力应变太大：齿根应力高达10e5 MPa, 这是不可能的（钢淬火后的断裂强度不过是1500MPA）. 接触的齿也出现了明显的大变形（只显示一个齿轮就可以看得更清楚）。

应力应变太大的原因是受力太大。阻碍力矩 10000 Nmm 施加在半径40mm的齿轮上，相当于受力250N, 应该问题不大。再看转速，小齿轮的初始速度场是 -100 弧度/秒，但速度边界条件是 -209.44弧度/秒，相当于让小齿轮在一瞬间速度增加了一倍多，其冲击载荷估计是非常大的，所以应力应变太大。

sqf0834 · 发表于 2006-9-12 22:04:17

好的。aba_aba大侠，非常感谢你的提醒，我按照你的要求去改改速度和初速度。并且把你前面说的也改过来！争取能成功！再次谢谢你的帮助！

aba_aba · 发表于 2006-9-12 22:48:54

同一个问题的讨论最好放在同一个帖子里，总是开新贴的话，别人不容易看懂。

只是内壁旋转而造成扭曲，我觉得原因还是速度变化太剧烈，并且amplitude没有用smooth。如同 Getting Started with ABAQUS 图13.1所描述的，加载速度太大就会造成局部变形。

你现在在小齿轮上同时定义了initial field和速度边界条件，只要二者的速度值是一致的，就应该是可以的。

sqf0834 · 发表于 2006-9-13 12:57:14

aba_aba版主，你的意思是：
（1）如果我施加了initial field里的速度就要在边界条件里面输入一样大小的速度。
（2）initial field里不施加速度就要在边界条件里面用smooth amplitude（这里我用了step time的10分之1让其达到最终速度，合适吗？）。是两种处理方式吧？
我还在initial field施加了一个从standard里面算出来的静态接触的场，为的也是让它刚开始动的时候不至于太激烈，这个两种情况也还都应该施加吧？我曾经也想过改变接触属性里面的硬接触为指数衰减型，可惜没有准确的数据。
由于速度改小了，计算时间就长了，还没有出来结果，我就把几个疑问先提出来了。最终如果做对了我把文件传上来也免得大家再走弯路。谢谢你的帮助！

sqf0834 · 发表于 2006-9-14 21:27:12

aba_aba大侠在吗？这次我将初速度和齿轮的边界条件里面的速度调成一样大小的。内壁和参考点的用coupling. 把coupling type设为distributing。load加载也改为了smooth amplitude。速度也调小成了50rad/s.但是结果应力还是很大，导致将主动轮变形很大结果失败。算了一天多才算完的呀！我也将cae模型和动画都放在邮件里面的主题为“最新的”cae模型和动画“了。麻烦你再看看那里有什么不合适，我自己也好好想想。速度改为25rad/s的正在计算中，但是我觉得可能是其他的问题呀！齿轮我在cad模型里面可以相互旋转没问题的。非常感谢，真的很焦急！

aba_aba · 发表于 2006-9-14 22:02:12

initial field里的速度和边界条件里的速度一样，应该是对的。

50rad/s还是太大吧，相当于每秒转16圈。如果你的意思是50度/秒，应该在CAE里输入0.872 rad/s.

做个二维平面应力模型吧，厚度设为齿轮厚度，计算速度就快多了。

还不行的话，可以试试先去掉阻碍力矩，看是否应力还是大。

[ 本帖最后由 aba_aba 于 2006-9-14 22:03 编辑 ]

sqf0834 · 发表于 2006-9-14 22:16:59

齿轮转动都有2000转/分的，那个角度度算下来都209.44rad/s了呀！我的本意也是想模拟一个高速旋转时候的情况，我想的是只要接触上了之后速度快点也没关系了。我也是想做一个齿轮啮合的通用方法所以选了个三维的。现在我接触用的是双面接触。

aba_aba · 发表于 2006-9-14 22:42:25

先做个二维的、速度很慢的试试，成功了再做三维的、高速的。速度快就容易发生局部变形。

sqf0834 · 发表于 2006-9-14 22:52:54

好的，但对于二维的问题我在abaqus里面做的比较少！划分网格我没有问题，但是这样的接触问题用什么单元，平面厚度怎么定义，接触怎么定义我都没有用过，才用这个软件2，3个月。真是麻烦你了呀！主要是现在比较急了！非常感谢！

aba_aba · 发表于 2006-9-14 23:45:39

能不能把CAD模型传上来（最好是step或iges格式的），我试试做个二维的。

sqf0834 · 发表于 2006-9-15 07:12:12

好的，我今天传个二维的到邮箱里面，真的都不知道说什么好了，麻烦你这么久

sqf0834 · 发表于 2006-9-15 12:45:40

aba_aba版主，二维模型的cae文件，我已经放在邮件里面主体为“二维”下面了。没有上传二维CAD图的原因是我将igs格式导入abaqus的时候出错，丢失了一些东西，因此我就在前处理软件里面划分好网格后再导入的。看看这个行不行，不行我再改！

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