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Adams/Machinery——只需两周就可得出传动系试验的预测结果

2015/10/16            
关键字:MSC  Adams  仿真  
本文利用Adams/Machinery齿轮模块快速方便地在传动系统中建立齿轮副模型,与过去相比,可以评估更多设计方案。

概述

    TürkTraktör是土耳其最大的拖拉机制造商,年产50,000辆拖拉机。公司研发的拖拉机动力总成包含众多的齿轮副和齿轮组,可通过此系统传递扭矩。例如,传动系统包括直齿轮和斜齿轮副。然后由准双曲面齿轮副将扭矩传递给差速器。差速器之后再由行星齿轮组降低扭矩。扭矩经由齿轮副之间的轴进行传递,这些轴的大部分是通过多个轴承固定在底盘上。

挑战

    在设计新型拖拉机时,必须在不断变化的负载及动力条件下对发动机和动力总成进行长时间试验。组装样机并进行耐久性试验的过程需耗时数月。如果在试验期间出现问题,则需要对样机进行修改,然后再次进行试验。这一过程产生的时间和成本会迫使工程师在设计动力总成时极为保守,试图第一次设计就可以满足设计规范。这种方法导致的问题是,会使设计增加不必要的重量和成本。此外,在物理试验期间,难以甚至无法识别零部件中的多余材料。物理试验程序只能指出未达设计安全标准的区域,却难以甚至无法识别超出设计安全标准的区域。TürkTraktör管理层认识到需要一种仿真技能,使设计团队能够在建立样机之前对候选设计方案的性能进行评估。

解决方案

    TürkTraktör与土耳其领先的工程设计服务提供商Bias Engineering签订了协议,开发准确的动力总成系统动力学模型,在建立样机之前,利用它对预期设计的性能和耐久性进行评估。

图1 轴模型

图1 轴模型

    Bias Engineering的仿真工程师Hunkar Yurt与TürkTraktör的仿真工程师Hasan Akce通力合作。Akce说:“我们之所以选择Adams作为仿真工具,是因为Adams参数化模型可以方便地对候选设计的性能进行评估。Adams还能利用来自外部程序的有限元模型,将机构的柔性考虑在内。”

    Yurt使用Adams/Machinery齿轮模块创建了直齿轮及斜齿轮副模型。他通过设置齿轮类型、选择简化或详细的建模方法、选择接触建模方法、定义位置和几何参数、选择齿轮材料等操作,完成了这些齿轮模型的创建。他从实体模型几何入手,采用冲击方程添加接触副,对斜齿轮、准双曲面齿轮及行星齿轮进行建模。在MSC Nastran中将准双曲面齿轮副和其中一个行星齿轮副建立柔性体模型,并将模态中性文件导入到Adams中。这样就可以计算这些齿轮上的应力分布。完成仿真之后,将Adams REQ文件导出到nCode DesignLife中,按照Dang Van理论计算疲劳寿命,从而计算出小齿轮的疲劳寿命。

图2 最新产品之一

图2 最新产品之一

责任编辑:吴星星
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