Динамічні скінченно-елементні моделі валів трансмісійних машин в ANSYS

Abstract

Конструкції машинних агрегатів є різноманітними. До складу силових передач входять такі вузли та деталі як колінчастий вал, зубчасті колеса, планетарні механізми, коробки передач та інші. З ростом швидкостей значно активізуються вібраційні процеси. Прогнозування поведінки таких об'єктів пов'язане з використанням різноманітних розрахункових моделей, методів, програмного забезпечення. Нові можливості надають сучасні скінченно-елементні комплекси як ANSYS, використання тривимірних моделей. Це дає можливість більш адекватно враховувати математичну та и детальну геометричну інформацію. В роботі обговорюються підходи побудови простих еквівалентних моделей всього машинного агрегату як єдиної динамічної системи. В якості приклада розглянуті типові елементи силової передачі вал і система вал-зубчасте колесо. Виконані розрахунки спектра частот при використанні як традиційних дискретних, континуальних, так і скінченно-елементних моделей програмного пакета ANSYS. Порівняння результатів показало, що має місце як задовільна для інженерних розрахунків точність так і деякі відхилення.

Designs of machine units are various. The structure of power transfers includes such units and details as a crankshaft, cogwheels, planetary mechanisms, boxes of transfers and others. With growth of speeds vibrating processes become more active. Forecasting of behaviour of such objects is connected with use of various settlement models, methods, the software. New opportunities give modern finite element software package as ANSYS, use of three-dimensional models. It enables more adequately to consider the mathematical and detailed geometrical information. In work approaches of construction of simple equivalent models of all machine unit as uniform dynamic system are discussed. As an example typical elements of power transfer a shaft and system a shaft-cogwheel are considered. Calculations of a spectrum of frequencies are executed at use as traditional discrete, continuous and finite element models of software package ANSYS. Comparison of results has shown, that takes place both satisfactory accuracy for engineering calculations and some deviations.