ansys共軛傳熱分析實(shí)例-在線瀏覽
2024-08-05 05:59本頁(yè)面
【正文】 ANSYS workbench的齒輪箱熱固耦合溫度場(chǎng)仿真案例20151208 17:45:38 限于篇幅，這個(gè)帖子不像之前一樣把所有設(shè)置一步步貼圖，因此只給出關(guān)鍵圖，設(shè)置全部給出了表格形式。圖1 齒輪箱甩油潤(rùn)滑齒輪減速結(jié)構(gòu)是機(jī)械傳動(dòng)中最常見的形式，如下圖。齒輪箱結(jié)構(gòu) 由于齒輪之間存在摩擦，因此齒輪系統(tǒng)的溫度場(chǎng)必須進(jìn)行關(guān)注，以確保：o 齒輪結(jié)構(gòu)沒有過熱（overheating）o 保證齒輪結(jié)構(gòu)的完整性o 避免滑油過熱引發(fā)的性能下降（粘度降低）及事故發(fā)生（如風(fēng)機(jī)裝置有可能油起火） 進(jìn)一步延伸的話，由溫升引發(fā)的熱應(yīng)力是分析齒輪與齒輪軸，乃至軸承與殼體的熱疲勞問題的必要計(jì)算條件。—————————————————————————————————————————————正文： 齒輪溫度場(chǎng)涉及到摩擦學(xué)、傳熱學(xué)、機(jī)械傳動(dòng)理論和有限元分析等多學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，是一個(gè)比較復(fù)雜的問題。 通過整體分析得到要求的的各部分的溫度值。那么我們考慮用仿真的手段去求解這個(gè)問題。 殼體的溫度是否是我們關(guān)注的要點(diǎn)？在本例中不是，那么我們的分析對(duì)象就是殼體中的所有元素，殼體只作為仿真的外邊界。分析傳熱模型，齒輪摩擦生熱是熱源，這些熱量通過幾種方式傳播：——從齒緣往齒輪中心傳導(dǎo)——齒輪和潤(rùn)滑油，潤(rùn)滑油和空氣，又稱為共軛傳熱——溫度不高，輻射量小可忽略 因此，滑油和空氣是傳熱的介質(zhì)，必須在模型中考慮進(jìn)去（事實(shí)上這部分傳熱達(dá)到91%）。這三者是本案例的核心。 說了這么多廢話，現(xiàn)在回到主題。 本例需要用到的模塊包括fluent模塊，其中又集成了ansys自帶的幾何處理與網(wǎng)格劃分工具。本例實(shí)際流程可以簡(jiǎn)化如下，我個(gè)人喜歡拆分不同的模塊，這樣方便“故障隔離”:圖4 這里的模型簡(jiǎn)化工作是用SpaceClaim做的。簡(jiǎn)化模型圖6 注意這部分必須與齒輪箱貼合，這樣以后計(jì)算熱固耦合的時(shí)候，可以傳遞這個(gè)面上的溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)，如下圖所示。 一些基礎(chǔ)幾何參數(shù)：圖7 但是漸開線齒輪在現(xiàn)實(shí)
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