基于ANSYS的齿轮应力有限元分析开题报告.doc

本科生毕业论文（设计）开题报告题目名称基于ANSYS的齿轮应力有限元分析学生姓名专业机电技术教育学号指导教师姓名所学专业机械设计及理论职称助教完成期限一、选题的目的意义随着齿轮传动向重载、高速、低噪、高可靠性方向发展，现代齿轮设计对齿轮传动系统的静、动态特性提出了更高的要求。如果采用实验的方法来进行齿轮的设计和优化，这样将会大大增加齿轮设计的成本，耗费的时间也会大大增加。而ANSYS作为当今有限元分析中最权威的、发展的也是最好的仿真软件之一，人们已经广泛采用计算机有限元仿真分析来作为齿轮强度校核的方法建立比较精确的分析模型，准确的掌握轮齿应力的分布特点和变化规律，这主要表现在以下几个方面：（1）增加产品和工程的可靠性；（2）在产品的设计阶段发现潜在的问题（3）经过分析计算，采用优化设计方案，降低原材料成本（4）缩短产品投向市场的时间（5）模拟试验方案，减少试验次数，从而减少试验经费因此，对于齿轮应力有限元分析的研究具有重要意义。二、国内外研究现状国际上早在60年代初就开始投入大量的人力和物力开发有限元分析程序，但真正的CAE软件是诞生于70年代初期，而近15年则是CAE软件商品化的发展阶段，CAE开发商为满足市场需求和适应计算机硬、软件技术的迅速发展，在大力推销其软件产品的同时，对软件的功能、性能，用户界面和前、后处理能力，都进行了大幅度的改进与扩充。近年来随着计算机技术的普及和计算速度的不断提高，有限元分析在工程设计和分析中得到了越来越广泛的重视，已经成为解决复杂的工程分析计算问题的有效途径，现在从汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析计算，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、电子电器，国防军工，船舶，铁道，石化，能源，科学研究等各个领域的广泛使用已使设计水平发生了质的飞跃。从国内来看，ANSYS已成为大多数高校有限元分析的主流软件，许多专家学者多采用ANSYS对一些产品进行分析优化设计，这对于我国的机械行业、电子信息行业等许多行业的发展注入了新的活力。三、主要研究内容本文采用采用APDL语言在ANSYS中完成齿轮精确建模，这种在ANSYS中建立的模型与其他诸如UG、PROE等CAD软件中建立模型,然后导入到ANAYS中进行分析相比，既省时省力，又克服了模型转换过程中容易出现的一些问题。根据有限元分析结果，与赫兹公式计算结果进行对比，验证了分析结果的可靠性，在保证结构安全可靠运行的条件下，提高设计制造的效率，降低设计研制成本。四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线1.采用APDL语言生成齿轮渐开线，最终建立齿轮的精确模型；2.定义材料类型、单元类型，选择网格类型、划分网格；3.定义边界条件、加载载荷；4.做结构静态分析，获取应力应变值；5.判断是否结束仿真，如果不结束仿真，可以改变相关参数再次计算仿真；五、主要参考文献与资料1濮良贵，纪名刚，机械设计M,高等教育出版社，20052孙桓，陈作模，机械原理M,高等教育出版社，20053张方瑞，ANSYS8.0应用基础与实例教程M,电子工业出版社M,电子工业出版社，2006.94段进，倪栋，王国业，ANSYS10.0结构分析从入门到精通M,2006.105张朝晖，ANSYS11.0结构分析工程应用实例解析M，第二版，机械工业出版社，2008.16程燕，鲍务均（武汉大学动力与机械学院），齿轮参数化建模及其有限元分析J,起重运输动力机械，2004.117雷镭，武宝林，谢新兵（天津工业大学机械电子学院），基于ANSYS有限元软件的直齿轮接触应力分析J,机械传动，2005.68姚英姿，邓召义，莫云辉（上海大学机械电子工程学院），齿轮的精确建模及其接触应力有限元分析J，现代机械,2004.99周长江1，唐进元2，钟志华1，吕文利2（1湖南大学，2中南大学），齿轮有限元精确建模中边界界定的研究J，中国机械工程，2005.1110李常义21，卢耀辉3，周继伟3（1国防科技大学，2航空工业总公司中南传动机械厂技术中心，3国防科大机械加工中心），ANSYS的渐开线圆柱齿轮参数化造型与有限元建模分析技术J，机械传动，2004.411张永栋，谢小鹏，廖钱生，国丽，冯伟（华南理工大学机械与汽车工程学院），基于有限元分析方法的齿轮接触仿