引言

瞬态动力学分析（亦称时间历程分析）是确定承受任意随时间变化载荷结构的动力学响应的一种方法。

瞬态动力学分析确定结构在稳态载荷、瞬态载荷和简谐载荷的随意组合作用下的随时间变化的位移、应变、应力及力。

载荷和时间的相关性使得惯性力和阻尼作用比较重要。如果惯性力和阻尼作用不重要，就可以用静力学分析代替瞬态分析。

摩擦接触

ANSYS采用弹性库伦coulomb模型，允许粘合和滑移，通过插入命令流的形式可以定义静摩擦系数、初始粘合力等。

ANSYS Workbench中摩擦接触选项中只能输入动摩擦系数。

• 输入动静摩擦系数能够使摩擦转化更为平滑，使得收敛性更好。
• 摩擦接触子步数一定要足够多，满足相应精确解的要求。
• 当摩擦系数设置超过0.3时，接触刚度矩阵变为非对称矩阵，需要调用非对称求解器
  

斜齿轮摩擦接触实例

材料属性

插入瞬态分析模块，定义默认材料结构钢，导入斜齿轮结构模型。

定义接触

摩擦接触，摩擦系数为0.2，插入接触工具，检查初始接触状态

• 穿透不可以存在！
  

如下图插入两个旋转关节，定义位置在齿轮内圈（刚性）

网格设置

网格密度设置为高，打开网格中节点，设置高阶单元，

• 为了在网格密度不高的情况下，提高接触精度

将初始接触状态调整为adjust to touch，对应keyopt(5)=1和keyopt(9)=1

• 该目的是为了将初始穿透调整为0
  

边界条件

如下图所示，通过关节负载可以定义主动齿轮转速1500rmp，从动齿轮负载扭矩200Nm

结果分析

Von-mises应力结果，如下图所示，由于关节定义为刚性，故齿轮内圈并无等效应力

最大接触应力发生在接触齿面

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