基于ANSYS的传动轴受力分析

基于ANSYS有限元的复合材料传动轴失效分析

基于ANSYS有限元的复合材料传动轴失效分析基于ANSYS有限元的复合材料传动轴失效分析1. 引言复合材料在传动轴应用中越来越广泛，其具有较高的强度和刚度，以及较低的密度和惯性矩。

然而，由于其复杂的结构和复杂的加载条件，传动轴在运行过程中可能会发生失效。

因此，基于有限元分析的复合材料传动轴失效分析显得尤为重要。

2. 传动轴结构和材料传动轴主要有轴状结构，通常由多个复合材料组件组成，如纤维增强聚合物复合材料（FRP）和碳纤维增强复合材料（CFRP）。

这些材料的组合可以提供较高的轴向和环向强度，从而提供更好的传递力矩和转速。

3. 复合材料传动轴的失效模式复合材料传动轴的失效模式包括弯曲破坏、蠕变破坏、疲劳破坏和环剪切破坏等。

这些失效模式通常是由不同的应力和应变引起的，并在不同的加载条件下发生。

4. 有限元模型的建立基于ANSYS有限元软件，可以建立复合材料传动轴的三维有限元模型。

模型的几何形状和材料属性可以根据实际情况进行设定。

5. 材料参数的输入复合材料的性能参数需要根据实际测试数据进行输入。

这些参数包括纤维体积分数、纤维方向的弹性模量和剪切模量，基体材料的弹性模量和剪切模量等。

这些参数的准确性对于分析结果的准确性至关重要。

6. 边界条件和加载条件的设定在进行有限元分析之前，需要确定边界条件和加载条件。

边界条件通常包括固定支撑和固定约束等，以保证模型的稳定性。

加载条件通常包括径向和环向的力矩和转速等。

7. 模型分析和结果评价通过对复合材料传动轴模型进行有限元分析，可以得到应力和应变的分布图，以及轴的变形情况。

利用这些结果可以评估轴的失效模式和强度。

8. 参数敏感性分析和优化设计在分析过程中，可以对模型的几何形状和材料参数进行敏感性分析。

通过调整这些参数，可以优化设计，提高传动轴的性能和可靠性。

9. 模型验证和实验验证为了验证有限元模型的准确性，可以进行实验验证。

将有限元分析结果与实验结果进行对比和验证，以确定模型的准确性和可靠性。

ansys简介及转轴模态分析实例

加载
Objective
可在实体模型或 FEA 模型 (节点和单元) 上加载.无论采取何种加载方式,ANSYS求解前都将载荷转化到有限元模型.因此, 加载到实体的载荷将自动转化到其所属的节点或单元上。
沿线均布的压力沿单元边界均布的压力
在关键点处约束
在节点处约束
实体模型
FEA 模型
在关键点加集中力
K=1e8
K=1e6
原因分析
理论计算时取固定支撑，相当于弹簧刚度无限大，即 K 》1e8 ，此时固有频率值为95H左右。而实际支撑刚度大概在1e6左右。
结论
1，滑动轴承可简化为弹簧阻尼结 6 8 构，刚度一般取 K 10 10 ； 2, 刚度的确定对计算结果影响较大； 3，ANSYS模拟计算值与实际测量值可以得到很好的吻合。
?自由度dof定义节点的自由度dof值结构分析位移热分析温度等?集中载荷force点载荷结构分析力热分析热导率率?面载荷surfaceload作用在表面的分布载荷结构分析压力热分析热对流等?体积载荷bodyload作用在体积或场域内热分析体积膨胀内生成热等?惯性载荷inertiaload结构质量或惯性引起的载荷重力角速度加载objective可在实体模型或fea模型节点和单元上加载
单元选择
轴承支座——COMBI214
COMBI214是弹簧阻尼单元， COMBI214由两个节点组成，每个节点有两个自由度，不考虑弯曲和扭转。单元有 4 个刚度系数 Kxx,Kyy,Kxy,Kyx, （主刚度和交叉刚度）和4个阻尼系数Cxx, Cyy,Cxy,Cyx。
COMBI214单元模拟滑动轴承力学模型
典型分析过程
1. 创建有限元模型 1）单元属性定义（单元类型、实常数、材料属性） 2）创建或读入几何实体模型 A 1 3）有限元网格划分 2. 施加载荷进行求解 1）施加约束条件、载荷条件 Y Z X 2）定义分析选项和求解控制 3）定义载荷及载荷步选项 4）求解 solve 3. 后处理 1）查看分析结果 2）检验结果

基于ANSYS和ADAMS的传动系统动力学分析

基于ANSYS和ADAMS的传动系统动力学分析介绍了ADAMS柔性化理论，运用有限元软件ANSYS生成MNF中性文件，建立柔性体。

在ADAMS软件中进行传动系统的刚-柔混合建模，分别添加齿轮副和接触力对传动系统角速度和角加速度进行分析对比，使仿真结果更加贴近实际。

标签：ANSYS；ADAMS；柔性化；仿真近年来，随着大型机械和汽车的发展，对于齿轮和传动系统的研究越来越多。

例如龚淼等人对航空发动机叶片的修复机床进行了动态建模和仿真，以提高机床传动动态稳定性；张会杰等人研究了有负载变化时的机床传动系统特性；黄露郎等人用拉格朗日法建立丝杠传动系统的动态模型，对系统振动进行了数值求解；袁文武等人研究了基于UG和ADAMS的齿轮啮合动力学仿真。

但是，以往研究均是将传动系统构件作为刚性体考虑，刚性体构件在力的作用下不会产生变形，在研究齿轮传动方面，将齿轮及轴完全作为刚性体来研究，不能完全达到精度要求，需要把模型的部分构件处理成柔性体，建立刚-柔混合模型。

1 ANSYS柔性化柔性体是相对于刚体的概念，它强调了构件的可变形性。

ADAMS中将刚形体处理为柔性体有两种方法，一是利用ADAMS自身，建立离散柔性连接件；二是利用有限元软件建立柔性体。

ADAMS中柔性体是包含有构件模态信息的中性文件，构件的模态是构件自身的一个物理属性，构件被制造出来后，它的模态就已经确定，模态频率就是共振频率。

实际上模态反应了有限元模型中各节点位移的比例关系。

把几何模型离散成为有限元模型，有限元模型各节点都有各自的自由度，这样所有节点各自自由度的集和就构成了整个有限元模型的自由度。

在ADAMS中使用的模态中性文件必须借助于其他有限元软件。

在启动ANSYS后，我们导入传动轴模型，单元类型我们选择三维八节点单元SOLID45，材料为steel，其弹性模量为E=202GPa，泊松比μ=0.3，密度DENS=7800kg/m3；在划分网格时，设置网格尺寸为0.01，划分六面体单元，划分完成后共13440个单元，14839个节点；在两圆面上设置刚性面，选取圆心位置节点为连接点；最后在Solution中选择Export to ADAMS，生成所需的MNF文件。

基于ANSYS的传动轴受力分析

基于ANSYS的传动轴受力分析引言：传动轴是一种将动力传输到机器的旋转轴。

在实际应用中，传动轴常常承受着很大的受力。

为了确保传动轴在运行过程中的可靠性和安全性，需要对传动轴的受力进行分析和优化。

本文将基于ANSYS软件对传动轴的受力进行分析。

一、建立传动轴的有限元模型在ANSYS中，首先需要建立传动轴的有限元模型。

有限元法是一种数值计算方法，通过将实际结构离散化为有限个单元，来近似模拟连续介质的力学行为。

建立传动轴的有限元模型有助于我们分析和优化传动轴的受力。

二、给定边界条件和加载条件在进行有限元分析前，需要给定传动轴的边界条件和加载条件。

边界条件是指模型的固定部分或约束，加载条件是指施加在传动轴上的力或力矩。

在传动轴的受力分析中，常见的加载条件有转矩加载和弯曲加载。

三、进行材料属性的定义在进行有限元分析前，需要对传动轴的材料属性进行定义。

材料属性包括弹性模量、泊松比和密度等。

这些属性可以通过实验获取，也可以通过材料手册查询获得。

四、进行有限元分析在以上准备工作完成后，可以开始进行有限元分析。

有限元分析通过对传动轴模型进行网格划分，求解传动轴在加载条件下的应力和变形情况。

在ANSYS中，可以选择合适的求解算法和网格划分方式。

通过有限元分析结果，可以直观地了解传动轴承受力的情况。

五、对结果进行评估和优化有限元分析得到的结果可以用于评估传动轴的受力情况。

通过对应力分布和变形情况的分析，可以判断传动轴是否满足强度和刚度要求。

如果不满足要求，可以进行优化设计。

例如，可以调整材料的种类和尺寸，或者增加支撑结构以提高传动轴的强度和刚度。

六、验证和验证最后，需要对有限元分析的结果进行验证和验证。

验证是指将模型的计算结果与理论计算或实验数据进行对比，验证模型的准确性和可靠性。

验证可以通过比较有限元分析结果和理论分析结果来实现。

验证是指通过改变模型的一些参数或加载条件，来验证分析结果的可重复性和一致性。

结论：本文基于ANSYS软件对传动轴的受力进行了分析。

基于ANSYS的汽车传动轴有限元分析与优化设计

摘要ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。

因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。

传动轴是最常件的零件，该零件结构较为简单，操作方便，加工精度高，价格低廉，因此得到了广泛的使用。

目前很多传动轴都做了适当的改进，使其适用性得到了更大的提高。

.本设计是基于ANSYS 软件来汽车传动轴行分析。

与传统的计算相比，借助于计算机有限元分析方法能更加快捷和精确的得到结果。

设置正确的模型、划分合适的网格，并合理设置求解过程，能够准确的获得分析模型各个部位的应力、变形等结果。

对零件的设计和优化有很大的参考作用。

正是因为上述优点，我在本设计中运用UG 来建立三维模型。

再将此模型导入ANSYS 软件来对其进行分析。

关键词：传动轴，三维建模，ANSYS，动静态分析A b st r ac tANSYS (f i n i t e e l e m e n t) package i s a m u l t i-p ur po s e f i n i t e e l e m e n t method for computer des i gn program that can be used to s o l ve the structure, fluid, e l ec tr i c i ty,e l ec tr o m ag n et i cf i e l ds and co lli s i on problems. So it can be applied to the followingi ndus tr i es: aerospace, au tom o t i v e,bi o m ed i ca l,b r i dge s,c on s tr uc t i on,e l ec tr o ni cs,h ea vy machinery, mi cro-el e ct r o m echa ni ca l systems, sports equipment and so on.Tr an s mi ss i on s h a f t i s the most common a r egu l a r part, the part structure i s s i m p l e, convenient o pera t i on, high pr ec i s i on, low pr i c es, it has been w i d e l y used. At pr ese n t, many have made the appro pr i at e Tr an s mi ss i on s h a f t i mpr o v e m e n t s,it has been gr ea t l y enhanced app li c a bi li ty.The des i gn i s based on ANSYS s o f t ware to Tr an s m i ss i on s ha f t by the line of s p i nd l e. Compared with the tr adi t i on a l c a l cu l at i on,computer-based f i n i t e e l e m e n t an a l y s i s method can be f a s t er and more accurate r es u l t s.Set the correct m o de l,dividing the right grid, and set a reasonable s o l ut i on process, an a ly t i ca l m o de l can ac curat e l y access t h e various parts of the stress and de f o r m at i on r es u l t s. On the part of the des i gn a ndop t i mi za t i on has great r ef ere n c e.It i s because of these advantages, the use of this des i gn in my UG to crea t et h r ee-di m e ns i on a l model Tr a ns m i ss i on s h a f t. Then this model was i n tr o duce d by t h e ANSYS s o f t wa r e to i t s line of a n a ly s i s.Key Words: Tr an smiss i on s h af t，t h r ee-d i me n si on al mo d e li ng，ANSYS，d y n am i c and s t a t i c a n al y s i s目录摘要.............................................................................................................................. - 1 -Abs tr ac t ............................................................................................................................. -2 -目录.............................................................................................................................. - 2 -第1 章绪论..................................................................................................................... - 4 -1.1 选题的目的和意义............................................................................................. - 4 -- 2 -1.2 选题的研究现状及发展趋势.............................................................................. - 4 -1.3 传动轴知识........................................................................................................ - 5 -1.4 传动轴的结构特点............................................................................................. - 5 -1.5 传动轴重要部件................................................................................................. - 6 -1.6 传动轴常用类型................................................................................................ - 7 -第2 章本课题任务和研究方法...................................................................................... - 8 -2.1 课题任务............................................................................................................ - 8 -2.2 分析方法............................................................................................................. - 8 -3.3 本课题的研究方法............................................................................................. - 9 -3.4 有限元方法介绍................................................................................................ - 9 -3.4.1 概述.................................................................................................................. - 9 -3.4.2 基本思想......................................................................................................... - 9 -3.4.3 特点................................................................................................................ -10 -3.5 ANSYS 软件简介............................................................................................. -11 -第4 章确定汽车传动轴研究对象和UG 建模............................................................. -12 -4.1 确定汽车传动轴研究对象概述........................................................................ -12 -4.2 汽车传动轴（变速箱第二轴）的3D 建模设计............................................. -14 -4.2.1 进入UG 的操作界面............................................................................ -14 -第5 章汽车传动轴的有限元分析................................................................................ -21 -5.1 有限元分析的基本步骤............................................................................ -21 -5.2 有限元分析过程与步骤........................................................................... -22 -5.2.1 转换模型格式........................................................................................ -22 -第六章总结和传动轴的优化设计分析........................................................................ -41 -结论................................................................................................................................ -41 -参考文献........................................................................................................................ -42 -致谢.............................................................................................................................. -43 -第1 章绪论1.1 选题的目的和意义随着计算机技术的日益普及和FEA 技术的蓬勃发展，人们已经广泛采用计算机有限元仿真分析来作为传动轴强度校核的方法。

基于ANSYS Workbench的传动轴静动态特性分析

变应力的影响，其工作情况也变得复杂。传动轴的破坏
[1]
形式主要有疲劳断坏中，实际有 50~90为疲劳破坏[2]，因
此文章讨论疲劳断裂这一种形态。为了能够清楚掌握传动轴在工作中的具体情况，了解其结构性能，文章通
图 ! 传动轴三维模型
过三维软件 SolidWorks建模，然后将其导入 ANSYS !"# 材料设置和几何体导入
根据传动轴的寿命云图和实际工况来验证传动轴的可
首先利用 SolidWorks软件建立传动轴的三维实体
靠性，同时也为传动轴的设计结构改进提供参考。
! 传动轴的基本参数
!"! 传动轴三维模型的建立
模型，然后通过 SolidWorks软件中的插件 ANSYS19.0 进入 ANSYSWorkbench中。网格划分采用自由划分网格形式，网格单元尺寸为 25mm，划分后的网格包括
传动轴是拖拉机重要的组成零部件，主要将变速为 2096mm，中间轴轴段长 1460mm，传动轴直径为
器的转矩传递到驱动桥上。由于传动轴在工作中主要 165mm，采用十字轴连接，十字轴最小处直径为
起传递运动和转矩的作用，受到扭转、剪切、拉压等交 51.5mm。传动轴三维模型，如图 1所示。
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：+0'71 2/&6%B $%&%'( 2%0122B C5*&4 7'=0&%'5) 601DE1)(,B F12G5)21 (/&0&(%10'2%'(2B H&%'IE1 *&-&I1

基于ANSYS的轴的有限元分析

基于ANSYS的轴的有限元分析ANSYS是一种用于工程分析的有限元分析软件，可以用来解决各种结构和物理问题。

在这篇文章中，我将介绍如何使用ANSYS进行轴的有限元分析。

在轴的有限元分析中，我们需要首先创建轴的几何模型。

通过ANSYS的建模工具，我们可以创建轴的几何形状，包括直径、长度和端部的约束条件。

接下来，我们需要定义轴的材料特性。

可以通过ANSYS的材料库选择适当的材料，并输入其弹性模量和泊松比等参数。

在进行有限元分析之前，我们需要将轴的几何模型离散化为有限元素。

可以使用ANSYS的网格划分工具，将轴划分为多个有限元。

划分的精度和密度可以根据实际需求进行调整。

在进行有限元分析之前，我们需要定义加载条件。

轴可以受到各种不同类型的载荷，如压力、拉力或扭矩。

可以使用ANSYS的加载工具，将这些载荷应用于轴的相应位置。

完成了网格划分和加载条件定义后，我们就可以进行有限元分析了。

根据所选的分析类型，可以使用ANSYS的求解器来解决轴上的力、位移和应力等问题。

ANSYS提供了不同的求解器，如静力学求解器、热力学求解器和动力学求解器等。

在有限元分析完成后，我们可以检查分析结果并进行后处理。

可以使用ANSYS的后处理工具，查看轴上的位移、应力和应变分布。

还可以绘制图表和动画，以更好地理解分析结果。

最后，我们可以通过修改材料或几何参数，重新运行有限元分析，以评估不同设计方案的性能。

ANSYS的参数化设计功能可以帮助我们自动化这个过程，快速评估多个方案。

总之，基于ANSYS的轴的有限元分析是一种强大的工程分析方法，可以帮助我们了解轴的力学特性，并进行设计优化。

通过使用ANSYS的建模、求解和后处理工具，我们可以准确地预测轴的行为，并为轴的设计提供有力支持。

基于ANSYS有限元的复合材料传动轴失效分析

碳纤维复合材料由于较高的比强度和比模量以及较小的密度，在航空航天领域已经得到了广泛应用，可以利用碳纤维复合材料这种可变的性能参数来满足不同的使用性能要求。

传动轴是复合材料的一个重要应用方面，目前在航天飞机、高性能汽车以及特殊用途的机械中得到了广泛应用。

复合材料的抗拉和抗压性能较好，而复合材料结构设计标准的不足或日常维护不当常常成为制约复合材料有效应用的重要因素。

因此，对复合材料结构进行有限元数值并基于此的失效分析研究具有较大的工程应用价值。

基于复合材料基础应用理论，该文针对某小型飞机碳纤维复合材料传动轴的几何尺寸及受力特性，通过合理简化结构模型、运用刚体约束技术和适当施加边界条件及载荷，通过A NSYS软件对该复合材料传动轴进行直接建模并分析了该传动轴在设定扭矩下的特性，获得该复合材料传动轴的位移、应力云图，并对该传动轴的应力失效和应变失效进行分析。

1 复合材料传动轴有限元模型的建立该型飞机复合材料传动轴结构，是由玻璃纤维或环氧树脂基体制成的碳布组成的。

环氧树脂基体可以保护纤维，并转移分布在纤维上的载荷。

每层材料都由不同的正交各向异性材料构成，并且其主方向也各不相同。

对于叠层复合材料，纤维的方向即决定了层的主方向。

对于该传动轴结构来说，共由10个铺层组成，从第一层到第十层的铺角分别为-45°、45°、-45°、45°、-45°、45°、-45°、45°、-45°、45°。

该轴所受扭矩为2 000 N ·m，其材料常数如表1所述。

①基金项目：SR 20飞机复合材料结构修理的工程分析及验证方法研究(项目编号：J2015-54)。

作者简介：王凯（1984—），男，汉，河南荥阳人,硕士研究生，现任中国民航飞行学院洛阳分院工程师，从事航空器工程技术管理工作。

叶年江（1972—），男，汉，河南南召人,本科,现任中国民航飞行学院洛阳分院机务部副主任、工程师，从事航空维修管理工作。

基于Ansys Workbench的斜齿轮轴有限元静力分析

斜齿轮轴边界条件与载荷，如图 5 所示。
设计与研究
17
（4）输出结果：此次分析忽略阶梯轴截面尺寸突变引起的应力集中，所以有限元分析中斜齿轮边缘处的应力可能大于中间截面的应力。经计算，输出斜齿轮与斜齿轮轴形变图与应力图。从图 6 中可以看出，斜齿轮形变最大位置为承受转矩的齿轮齿顶位置，形变量为 0.047mm；从图 7 中可以看出，斜齿轮承受应力最大位置为承受转矩的齿轮齿根位置，最大应力为 65.95MPa。从图 8 中可以看出，斜齿轮轴形变最大位置为与斜齿轮接触的轴环外侧，最大形变为 0.021 ～ 0.026mm；从图 9 中可以看出，斜齿轮轴应力最大位置除固定轴的轴径位置外，还集中在斜齿轮与轴环接触的内侧，应力最大值为 14.6-22.0MPa ≤ [δ-1b]=40MPa。最终可以看出，轴的形变较小，强度满足设计要求。
参考文献
[1] 李兵，何正嘉，陈雪峰 .ANSYS Workbench 设计、仿真与优化 [M]. 北京：清华大学出版社，2008：42-43.
[2] 白恩军，谢里阳，佟安时，白鑫 . 考虑齿轮轴变形的斜齿轮接触分析 [J]. 兵工学报，2015，（10）：153-159.
[3] 张义民，杨健，胡鹏 . 斜齿轮副传递有限元误差分析 [J]. 机械设计与制造，2014，（3）：189-191.
图 1 斜齿轮受力分析图
将 Fn 分解为径向分力 Fγ、圆周力 Ft 和轴向力 Fα 三个互
相垂直的空间分力。此外，分度圆直径为 d
=
Zm cos β
，圆周力
为
Ft
=
2T1 d
，轴向力为
Fα=Fttanβ，径向力为
Fγ
=
Ft tan αn cos β

基于ANSYS workbench的汽车传动轴有限元分析和优化设计

基于ANSYS workbench的汽车传动轴有限元分析和优化设计使用ANSYS Workbench进行汽车传动轴的有限元分析和优化设计是一种常见的方法。

以下是基于ANSYS Workbench的汽车传动轴有限元分析和优化设计的一般步骤：1.创建几何模型：使用CAD软件创建传动轴的几何模型，并将其导入到ANSYS Workbench中。

确保几何模型准确、完整，并符合设计要求。

2.网格划分：对传动轴几何模型进行网格划分，将其划分为离散的单元。

选择合适的网格划分方法和单元类型，以确保模型的准确性和计算效率。

3.材料属性定义：定义传动轴所使用的材料的力学性质，如弹性模量、泊松比、密度等。

确保选择适当的材料模型，以准确模拟材料的行为。

4.载荷和约束定义：定义施加在传动轴上的载荷，如扭矩、轴向力等。

同时，定义约束条件，如固定轴承端点、自由转动等。

5.设置分析类型和求解器：根据实际情况选择适当的分析类型，如静态、动态、模态等。

配置求解器设置，选择合适的求解器类型和参数。

6.进行有限元分析：运行有限元分析，计算传动轴的应力、变形和振动等。

根据分析结果，评估传动轴的性能和强度。

7.优化设计：根据有限元分析的结果，对传动轴的结构进行优化设计。

通过调整传动轴的几何形状、材料或其他参数，以提高其性能。

8.重新进行有限元分析：对优化后的设计进行再次有限元分析，以验证优化结果。

如果需要，可以多次进行重复优化和分析的步骤。

9.结果评估和优化验证：评估优化结果的有效性，并验证传动轴在实际工况下的性能。

根据需求进行修正和改进。

请注意，基于ANSYS Workbench的有限元分析和优化设计需要一定的专业知识和技能。

基于ANSYS的汽车传动轴的有限元分析_唐良兵

空心轴受到的最大剪应力为 Max＝54.246 MPa；实心轴受到的最大剪应力为 Max＝79.509 MPa。可见在载荷相同的条件下，空心轴的重量只为实心轴的 32.36%，并且从数据中可以看出其安全性能更好。空心轴在减轻重量、节约材料、提高安全性等方面效果非常明显。因此，在保持转矩不变的条件下，空心轴可以比实心轴少用材料，重量将会大幅减轻。
收稿日期：2012－06－18 作者简介：唐良兵（1975－），男，湖北武汉人，硕士，主要研究方向为精密机械设计、非标机械设计。
・46・
计算机应用技术（如图 1 所示）。
机械
2013 年第 1 期总第 40 卷
取 2E11 Pa，泊松比 μ 取 0.27，许用应力[τ]及许用扭转角[θ]分别为 60 MPa 和 2°/m。首先在三维软件 Pro/E 中建立一段直径为 90 mm、长为 150 mm、壁厚为 2.5 mm 的圆管，传动轴的长短并不影响传动轴的强度和刚度校核，这里取 90 mm，是考虑到进行 ANSYS 有限元分析时所花的时间短一些。
Wt
max
（ 1）（ 2）
πD3 16
可以初步确定实心轴的半径 R＝26 mm。
2.1 实心传动轴有限元模型的建立
实心轴的模型建立与空心轴建立是一致的，在 Pro/E 软件中建立一段直径为 26 mm，长 90 mm 的实心圆筒，导入到 ANSYS 中进行分析，采用相同的映射网格划分。
由表 1 可知，694 号节点切向位移最大， Max＝－0.91217E-01，对应的转角为：
机械
2013 年第 1 期总第 40 卷
计算机应用技术
・47・
d
d x 0.091217 2.02705E - 3 rad 45 R

基于有限元的传动轴受扭分析

0.
31769 45
=
7.
059
×10 -
3rad
沿 χ轴的最大扭转变形
<max = d3<. 1×41lm8a0x°= 7. 0539.×1410×-03.×5 180°= 0. 809 (°) / m 满足[ <] = 15 (°) / m 的扭转刚度要求。
转动 ,单元格的左、右两边发生相对错动 , 但圆筒沿轴线及周线的长度都没有变化 ,这表明 ,圆筒横截面和包含轴线的纵向截面上都没有正应力 , 横截面上只受切与截面的剪应力τ[5] ,所以在强度校核时 , 以轴截面所受剪应力τ为校核标准。
NODE UY
65 0. 29970
85 0. 31769
86 0. 30858
MAXIMUM ABSOLUTE VALUES
NODE 85
VALUE 0. 31769 由以上可知 , 85 号节点切向位移最大 , Max = 0. 31769mm ,对应的转角
d
<=
dx R
=
88 机械传动 2008 年
文章编号 :1004 - 2539 (2008) 05 - 0088 - 03
基于有限元的传动轴受扭分析
(山东科技大学机械电子工程学院 , 山东青岛 266510) 钟佩思王景林刘梅刘凤景
射网格划分。
a) 通过旋转二维面积网格得到轴的三维映射网
格有限元模型 , 如图 1 所示 , 此时需要定义 2D
(PLANE42) 面积单元和一个 3D ( SOLID45) 实体六面体
单元。
b) 合理定义二维矩形长宽边划分段数 ,本文将宽

利用ANSYS软件对曲轴的受力进行分析

第25卷　第18期2009年9月甘肃科技Gansu Science and Technol ogyV ol .25　N o .18Sep .　2009利用AN SYS 软件对曲轴的受力进行分析郝　伟(广东机电职业技术学院,广东广州510515)摘　要:采用ANSYS 软件有限单元法,对云南内燃机厂生产的4100汽油机的曲轴进行有限元分析,在分析过程中通过建立模型、选取合适的单元及网格划分,对曲轴进行了静强度、刚度和疲劳强度的分析,为汽油机曲轴设计提供了理论依据。

关键词:曲轴;有限元分析;受力分析中图分类号:TK403 曲轴是汽车发动机中最重要而且承载最复杂的零件,被称为发动机的心脏,其结构参数不仅影响着整机的尺寸和重量,而且在很大程度上影响着发动机的可靠性与寿命。

随着发动机的不断强化,曲轴的工作条件愈加苛刻,保证曲轴的工作可靠性至关重要,因此,在研制过程中需给予高度重视。

由于曲轴的形状及其载荷比较复杂,建立在精度较高的曲轴实体模型基础上的受力分析一般要借助大型有限元软件。

有限元软件是分析各种结构问题的强有力的工具,使用有限元软件可方便地对曲轴进行分析,并为曲轴的设计和改进提供理论依据。

1　有限元模型的建立(1)曲轴参数。

以云南内燃机厂生产的4100汽油机曲轴为研究对象进行有限元分析。

该曲轴为全支承式,总长743mm ,主轴颈直径为85mm ,连杆轴颈直径为75mm 。

在分析计算中采用整体曲轴模型,用CAD 建立曲轴的几何模型。

实体建模时把各种小的倒角和圆角以及油孔都考虑进去,在划分网格时会非常复杂,并且会产生很多不良的单元,反而使计算出现较大的误差,曲轴受力最大处在连杆轴颈和主轴颈过渡圆角处。

考虑到这些因素,在对曲轴进行实体建模时忽略小的倒角和圆角以及油孔,而位于连杆轴颈和主轴颈处的圆角是分析的对象,不能忽略。

(2)曲轴模型。

将用CAD 绘制好的三维曲轴图形导入到ANSYS 软件,用Hex -Dom inant 网格划分方法,最终形成的曲轴有限元模型,如图1所示,共有62013个单元,194110个节点。

基于ANSYS的传动轴有限元分析

ｌ＿７进入后处理器
收稿日期：２０１６０８—０９；修订日期：２０１７—０１—０８作者简介：丁新兵（１９９０一），男。山东济南人，在读硕士研究生，研究方向：机械设计及理论。
２Ｏ１７年第２期
丁新兵：基于ＡＮＳＹＳ的传动轴有限元分析
选择Ｍａｉｎ／ｐｒｅｆｅｒｅｎｃｅ，在弹出的对话框中选取结构分析，即ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ。
１．３选取和定义单元类型选择Ｍａｉｎｍｅｎｕ／ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒ／ｅｌｅｍｅｎｔｔｙｐｅ／ａｄｄ
ｏｒｅｄｉｔｏｒｄｅｌｅｔｅ命令，弹出ｅｌｅｍｅｎｔｔｙｐｅｓ对话框，选择单元类型为：ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｏｌｉｄｎｂｒｉｃｋ８ｎｏｄｅｌ８５。ＥｌｅｍｅｎｔＴｙｐｅｓ对话框如图２所示。１．４定义材料性能参数
图１阶梯轴的三维模型图２ＥｌｅｍｅｎｔＴｙｐｅｓ对话框
最后选择ｍａｔｅｒｉａｌ／ｅｘｉｔ退出材料参数定义。１．５划分网格
实体建模最终的目的是划分网格以生成节点和单元，所以生成节点和单元的网格划分又分为两个步骤： ①定义单元属性；②定义网格，进行网格的划分。选择ｍａｉｎｍｅｎｕ／ｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｏｒ／ｍｅｓｈｉｎｇ／ｍｅｓｈｔｏｏｌ弹出的是ｍｅｓｈｔｏｏｌ对话框，网格划分对话框如图５所示。图６为轴网格划分后示意图。１．６求解与加载
首先利用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ建立阶梯轴的三维实体模型，之后将模型转化为ＡＮＳＹＳ可以读取的格式，即保存为＊．ｘ—ｔ类型的文件。

基于ANSYS的传动轴零件静力学分析

基于ANSYS的传动轴零件静力学分析作者：王肖英来源：《现代信息科技》2020年第06期摘; 要：传动轴是机械中重要的零件，其设计强度的高低直接影响着机械产品的质量和寿命。

传统的机械设计方法估算的结果比较粗略，对于应力集中的位置以及应力大小难以做出精确的判断。

以锻压机辅助冲孔结构中的传动轴零件为例，运用ANSYS有限元分析软件对传动轴进行了位移和等效应力分析，确定了传动轴的最大位移和最大等效应力的位置及具体数值。

分析结果验证了传动轴的可靠性。

有限元法的应用为轴类零件以及机械产品整体结构优化提供了理论依据。

关键词：ANSYS有限元分析;传动轴;强度校核中图分类号：TH112;TP242; ; ; ;文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）06-0143-04Abstract：Transmission shaft is an important part of machinery，and its design strength directly affects the quality and service life of mechanical products. The results of traditional mechanical design method are rough，so it is difficult to make accurate judgment for the location of stress concentration and stress size. Taking the driving shaft part in the auxiliary punching structure of forging press as an example，the displacement and equivalent stress of the driving shaft are analyzed by using ANSYS finite element software，and the position and specific value of the maximum displacement and equivalent stress of the driving shaft are determined. The analysis results verify the reliability of the transmission shaft. The application of the finite element method provides a theoretical basis for the optimization of the whole structure of shaft parts and mechanical products.Keywords：ANSYS finite element analysis;transmission shaft;strength check0; 引; 言為提高自由锻压机制坯时的冲孔效率，圣阳机械有限公司设计人员对液压机进行了改造，自行设计了摆冲结构，如图1所示。

基于ANSYS的传动轴受力分析

基于ANSYS的传动轴受力分析传动轴是一种重要的机械元件，常用于将发动机或电机的动力传递到其他机械装置中。

在传动轴运行过程中，由于所承受的力和扭矩的作用，传动轴容易出现受力不均匀、应力集中和疲劳断裂等问题。

因此，进行传动轴的受力分析是非常必要的。

ANSYS是一种专业的有限元分析软件，可以对传动轴进行受力分析。

受力分析可以分为静态分析和动态分析两种类型。

静态分析主要研究传动轴在不同负载下的静态应力分布，而动态分析则主要研究传动轴在旋转过程中的动态响应。

首先，进行静态分析。

静态分析旨在确定传动轴在静止情况下的应力分布。

首先，我们需要将传动轴的几何模型导入到ANSYS中，并设置其材料属性和边界条件。

然后，在荷载点施加所需的力和扭矩，通过分析软件计算出传动轴上各个点的应力大小和分布情况。

静态分析的结果可以帮助我们了解传动轴各处的应力情况，检查是否存在应力集中现象。

接下来，进行动态分析。

动态分析主要研究传动轴在旋转运动中的振动特性和动态响应。

首先，需要将传动轴的几何模型导入到ANSYS中，并设置其材料属性和边界条件。

然后，在模型上施加旋转运动荷载，并进行弹性振动分析。

通过分析软件计算出传动轴上各个点的位移、速度和加速度等动态响应参数。

动态分析的结果可以帮助我们了解传动轴的振动情况和疲劳寿命。

总结起来，基于ANSYS的传动轴受力分析主要包括静态分析和动态分析两个方面。

通过这些分析方法，我们可以了解传动轴在静止和旋转过程中的应力分布、振动特性和疲劳寿命等重要参数。

这些分析结果对于传动轴设计和优化具有重要意义，可以提高传动轴的工作性能和可靠性。

基于ANSYS Workbench的汽车传动轴的有限元分析

基于ANSYS Workbench的汽车传动轴的有限元分析田国富;赵庆斌【摘要】为提高传动轴设计的可靠性和合理性,基于有限元方法对汽车传动轴进行自由模态分析、疲劳分析.由共振性分析表明,传动轴的最高运转转速小于临界转速25％,因此能够有效避免共振的发生.最大应力出现在轴管与万向节连接处,值为144.99MPa,安全系数为1.69,大于设计要求的1.2倍安全系数,因此传动轴的强度满足要求.该传动轴的最小寿命值为4.5963×105min,疲劳寿命满足要求.【期刊名称】《现代制造技术与装备》【年(卷),期】2017(000)009【总页数】2页(P42-43)【关键词】有限元;共振性;疲劳寿命【作者】田国富;赵庆斌【作者单位】沈阳工业大学,沈阳110870;沈阳工业大学,沈阳110870【正文语种】中文汽车传动轴是汽车传动系中传递动力的重要部件，也是一个高转速、少支撑的旋转体，主要用于将发动机发出的动力传递至前后桥，并且缓冲从行驶系传来的振动以保证整车动力系统正常运行，合理地设计汽车传动轴对解决汽车的振动、动平衡以及噪声问题十分重要。

1.1 模态分析理论传动轴作为一个N自由度振动系统，其运动微分方程可以写为：式中：[M]为质量矩阵；[C]为阻尼矩阵；[K]为刚度矩阵；{u}为位移矢量；{u˙}为速度矢量；{ü}为加速度矢量；{Fa}为结构外载荷矢量。

由于模态是系统结构的固有特性，与外部的载荷条件无关，即Fa=0。

考虑到阻尼对结构的固有频率和振型影响不大，因此略去阻尼项得到无阻尼系统的自由振动微分方程：由于弹性体的自由振动总可以分解为一系列简谐振动的叠加，假设简谐振动的方程为：式中：{X}是结构中各点的模态振幅；ω是结构中各点的圆频率。

将（3）式代入（2）式，得到系统的特征方程为：由振动理论可知，结构自由振动时各节点振幅{U}i不可能全为0，因此公式（4）成立的前提是其系数行列式等于0，故可得式（5）所示的机架自由振动系统特征方程。

轴的ANSYS分析

轴的ANSYS分析概述ANSYS是一个广泛使用的有限元分析软件，可以用于模拟和分析各种不同的工程问题。

本文将介绍在ANSYS中如何进行轴的有限元分析。

建立模型首先，我们需要在ANSYS中建立轴的三维模型。

可以使用ANSYS的CAD功能来创建模型，也可以将模型从其他CAD软件中导入到ANSYS中。

在建立轴的模型时，需要考虑轴的几何形状、材料和荷载等因素，并设置相应的边界条件。

定义材料在进行有限元分析时，需要为材料定义材料特性。

具体来说，需要输入轴的弹性模量、泊松比、密度和屈服强度等参数。

可以根据轴的材料类型来确定这些参数。

施加荷载在ANSYS中，施加荷载可以通过加载相应的受力、碰撞或温度场来实现。

对于轴的有限元分析，通常需要施加扭矩或轴向力。

在加载荷载时，需要根据轴的几何形状和材料特性来计算荷载的大小和方向。

设置边界条件边界条件是指在有限元分析中固定模型的某些部分，以使模型能够包含真实世界中的边界条件。

对于轴的有限元分析，需要固定轴的某些端点或中心来模拟真实世界中的边界条件。

运行分析在准备好模型、材料、荷载和边界条件后，可以运行ANSYS以进行有限元分析。

该分析将生成轴的应力分布、变形情况和材料损伤等信息。

可以使用ANSYS的可视化功能来可视化这些结果，以更好地理解模型的行为和性能。

本文介绍了在ANSYS中进行轴的有限元分析的步骤和方法。

在实际工程中，有限元分析是一种非常有用的工具，可以帮助工程师更好地了解和预测材料在不同条件下的行为和性能，从而优化设计和工程方案。

基于ANSYS有限元的复合材料传动轴失效分析

基于ANSYS有限元的复合材料传动轴失效分析【摘要】摘要：本文基于ANSYS有限元方法对复合材料传动轴的失效进行了分析。

首先介绍了研究背景和意义，明确了研究目的。

然后详细讨论了复合材料传动轴的结构特点和有限元分析原理。

接着通过建立有限元模型，进行了应力和疲劳分析。

最后总结了对失效影响因素的分析，并提出了改进措施和建议。

未来研究方向包括进一步优化模型和深入研究传动轴的性能。

本研究将为复合材料传动轴设计和改进提供参考，促进相关领域的发展。

【关键词】复合材料、传动轴、ANSYS有限元、失效分析、结构特点、有限元分析、应力分析、疲劳分析、影响因素、改进措施、建议、未来研究方向1. 引言1.1 研究背景复合材料传动轴是一种重要的机械传动部件，具有重量轻、强度高、耐疲劳等优点，被广泛应用于航空航天、汽车、船舶等领域。

随着传动轴工作环境的复杂化和要求的提高，复合材料传动轴的失效问题逐渐凸显。

传统金属传动轴的设计方法往往难以满足复合材料传动轴的设计要求，因此有必要对复合材料传动轴的失效机理进行深入研究。

复合材料传动轴的失效主要包括疲劳失效和弯曲失效。

在复合材料传动轴的设计中，如何有效地预测和防止传动轴的失效成为一个重要的问题。

对复合材料传动轴的失效机理进行深入分析和研究，可以为其设计和改进提供有效的依据。

在此背景下，本文基于ANSYS有限元软件对复合材料传动轴的失效进行分析，旨在揭示复合材料传动轴在不同工况下的应力分布与疲劳寿命，为进一步改进复合材料传动轴的设计提供参考。

1.2 研究意义由于复合材料传动轴的结构特殊性和材料复杂性，其失效机理并不清晰，研究传动轴失效对于提高其可靠性和安全性具有重要意义。

通过分析复合材料传动轴的失效特点，可以深入了解其受力情况和疲劳寿命，帮助工程师改进设计、优化结构，保证传动轴的正常运行，为工程实践提供重要的参考依据。

对于基于ANSYS有限元的复合材料传动轴失效分析具有重要的研究意义。

ANSYS行星齿轮受力分析

Friction Coefficient=0.1
齿宽B=35
太阳轮齿数Z1=25
行星轮Z2=20
齿圈齿数Z3=80
模数m=2.5
图2对太阳轮进行约束
图3对行星轮进行约束
3结果的分析
通过在行星轮的Y轴方向附加一个负0.5的位移，行星轮固定，通过软件计算分析，可以得到在两个齿轮啮合处的变形情况，通过软件运算结果可以显示出不同的物理量，其中齿轮的最大应力可以从图中看出为5450GPa。可以看出在齿轮的传动过程中，应力最大的处为两个齿接触面，这符合实际情况。在实际的生产中，齿轮的破坏形式主要也是从接触面开始的，常见的有点蚀、断齿、过量的形变等形式。所以在生产实践中应该尽量减少最大应力的集中。齿轮的最大载荷是有限制的，在传动中尽量不要使最大载荷超过，齿轮的最大许用载荷。
2.
2.1行星齿轮模型的建立
在有限元分析时应在保证模型准确性前提下尽量简化模型，必要的力学承载特征应着重分析考虑，可以只考虑两个齿轮的相互啮合处发生的变形情况，考虑到ANSYS建模不是很简便，可以在solid works下面建立齿轮的模型然后导入到ANSYS下面进行结构的静力学分析。装配后导入到ANSYS的模型如下图所示。
基于ansys的行星齿轮传动受力分析樱木花道流川枫西南交大峨眉校区机械系中国峨眉摘要应用有限元理论静态分析对行星齿轮传动进行结构静力学研究将solidworks建立的行星齿轮传动的行星架组件的三维实体模型导入ansys中生成行星架组件的有限元模型在不影响实际传动力学分析情况下简化齿轮模型并定义齿轮厚度在主动齿轮模型上添加移动自由度进行结构静力学分析得到行星架组件的应力分布图形验证行星结构组件结构设计的合理性和正确性
Key Word the planetary gear transmission system, the Finite Element,ANSYS,the structure static analysis.