面臨的挑戰(zhàn):
來自??怂箍档慕鉀Q方案:
RV減速器相對諧波減速器具有傳動效率高、傳動平穩(wěn)、承載扭矩大等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于機(jī)器人、數(shù)控機(jī)床、軍工航天等方面。對于RV減速器的關(guān)鍵部件,除一般結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析外,更深入的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒓性趧恿W(xué)分析及優(yōu)化、接觸應(yīng)力分析、熱機(jī)耦合分析、系統(tǒng)動態(tài)特性分析、疲勞壽命分析和振動噪聲分析等方面。通過一系列的仿真模擬工作,使其輔助真正的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和制造環(huán)節(jié)。
A.動力學(xué)分析及優(yōu)化模塊
變速器及齒輪產(chǎn)品的動力學(xué)分析及優(yōu)化,是設(shè)計(jì)研究的重要環(huán)節(jié),為設(shè)計(jì)高質(zhì)量的齒輪系統(tǒng)提供理論依據(jù),具體的CAE分析包括模態(tài)分析、頻率及瞬態(tài)響應(yīng)分析、動力學(xué)優(yōu)化及靈敏度分析。
B.接觸應(yīng)力分析模塊
齒輪在連續(xù)嚙合過程中的受載其接觸性能、齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力是令人關(guān)注的重要指標(biāo),是一個(gè)高度邊界條件非線性分析問題。近代齒輪設(shè)計(jì)方法中將齒輪接觸假定為兩線接觸的二維平面問題,無法深入研究齒輪嚙合過程中的三維應(yīng)力狀態(tài),真實(shí)反映嚙合跡線等,更無法考慮如溫度、彈性變形、時(shí)變嚙合剛度等因素對嚙合狀態(tài)的影響,隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元技術(shù)的發(fā)展,具備較強(qiáng)接觸算法的三維有限元分析成為主流。
C.熱機(jī)耦合分析模塊
齒輪嚙合過程中的熱彈變形和接觸應(yīng)力是耦合的,這也是一個(gè)高度非線性問題,要求分析軟件具有很強(qiáng)的熱-機(jī)耦合及接觸分析功能。
D.動態(tài)特性分析模塊
變速器齒輪傳動系統(tǒng)的動力學(xué)行為和工作性能,與振動噪聲(NVH)、動載荷、結(jié)構(gòu)變形、動應(yīng)力密切相關(guān),進(jìn)行變速器動態(tài)特性分析非常重要?;诙囿w動力學(xué)分析方法,建立變速器包括多體、多工況、多激勵(lì)的系統(tǒng)動態(tài)模型,分析包括起步、換擋、制動、加速、減速等在內(nèi)的工作過程,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步完成功率匹配計(jì)算、強(qiáng)度校核、振動噪聲(NVH)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、抗疲勞設(shè)計(jì)、一體化控制等方面的分析與評價(jià)。
E.疲勞壽命分析模塊
齒輪結(jié)構(gòu)在循環(huán)應(yīng)力或循環(huán)應(yīng)變的作用下,在某點(diǎn)或某些點(diǎn)逐漸產(chǎn)生局部的永久的結(jié)構(gòu)變化,并在一定循環(huán)次數(shù)后形成裂紋或繼續(xù)擴(kuò)展直到斷裂,產(chǎn)生疲旁破壞。如何真實(shí)反映齒輪系統(tǒng)實(shí)際工作載荷,真實(shí)再現(xiàn)其復(fù)雜的工作環(huán)境,采用正確的疲勞耐久性分析流程,對齒輪疲勞分析的精度及有效性尤其重要。為此,數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)平臺建議規(guī)劃基于虛擬樣機(jī)—虛擬載荷—材料特性—疲勞壽命預(yù)測的齒輪一體化疲勞壽命分析方法。
F.振動噪聲分析模塊
由于動態(tài)嚙合力的激勵(lì),使齒輪系統(tǒng)產(chǎn)生振動,從而引起齒輪系統(tǒng)的振動噪聲。因此,齒輪系統(tǒng)的噪聲強(qiáng)度不僅與輪齒嚙合的動態(tài)激勵(lì)力有關(guān),而且還與輪體、傳動軸、軸承及箱體等結(jié)構(gòu)形式、動態(tài)特性以及動態(tài)嚙合力在它們之間的傳遞特性有關(guān)。齒輪系統(tǒng)振動噪聲的產(chǎn)生及傳播機(jī)理,涉及動態(tài)特性相關(guān)的齒輪嚙合力分析、變速器各部分結(jié)構(gòu)在動態(tài)激勵(lì)力作用下的振動及由此產(chǎn)生的箱體輻射噪聲,高度耦合的一體化振動噪聲分析能力,是產(chǎn)品數(shù)字化開發(fā)平臺的關(guān)鍵能力。
G.熱處理仿真模塊
用戶可以在軟件中實(shí)現(xiàn)高度逼真的仿真環(huán)境,能夠?qū)崿F(xiàn)常見的熱處理工藝,包括:隨爐加熱、冷卻、正火、回火、退火、淬火、感應(yīng)加熱、感應(yīng)淬火、滲碳以及用戶自定義的熱處理工藝曲線等工藝進(jìn)行仿真分析。
預(yù)置常用介質(zhì),包括常用的水、空氣、油以及常用淬火油介質(zhì)等,可以靈活組合熱處理工藝過程中的時(shí)間、溫度和熱轉(zhuǎn)換系數(shù),并可以為全局和局部加熱、冷卻過程進(jìn)行定義??梢酝ㄟ^定義一個(gè)熱處理工藝曲線實(shí)現(xiàn)整個(gè)熱處理過程分析,比如熱處理過程包括:加熱、保溫、運(yùn)輸、冷卻、暫停、再加熱、保溫、運(yùn)輸、淬火等,輕松實(shí)現(xiàn)模擬一個(gè)連續(xù)的工藝過程。
同時(shí),該模塊配置了專業(yè)的材料庫,為熱處理分析提供充足的可選擇的材料數(shù)據(jù),另外,材料庫還支持外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入以及用戶自定義材料性能參數(shù)等,以便更精確的預(yù)測組件屬性;避免淬火裂紋;優(yōu)化熱處理工藝過程,提高工藝穩(wěn)定性和質(zhì)量,減少缺陷部件,大幅縮短了開發(fā)時(shí)間。軟件熱處理界面采用與實(shí)際熱處理控制界面一致的界面,極易人機(jī)交互,方便用戶快速使用,即使沒有有限元基礎(chǔ)也可以輕松上手。內(nèi)置多語言,方便用戶切換使用。
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