多体动力学模块更新

对于多体动力学模块的用户,comsol多物理®版本5.2A具有建模齿轮的功能,这对于电力传输和汽车模拟很有用。为了简化模型设置,已将各种齿轮组件添加到零件库中,许多新添加的教程模型说明了此用户驱动功能的潜在应用。阅读以下多体动力学模块的完整更新。

建模齿轮

建模齿轮的功能已添加到多体动力学界面。您可以建模用于电力传输的齿轮系统。有几种类型的齿轮和机架的节点,包括:刺齿轮,螺旋齿轮,斜面齿轮,蠕虫齿轮,刺架,架子,螺旋架。通过将以下节点添加到模型构建器中的模型树中,可以将齿轮连接到其他齿轮:齿轮对,蠕虫和车轮, 和架子和小齿轮

使用多体动力学接口中的新齿轮功能建模的复合齿轮火车。

使用新的复合齿轮火车建模齿轮功能多体动力学界面。

使用新的复合齿轮火车建模齿轮功能多体动力学界面。

在模型构建器中,齿轮被定义为刚体。但是,在连接其他齿轮时,也可以指定齿轮网的有限刚度。在模型构建器中,齿轮弹性节点可以作为子节点添加到齿轮对节点以定义齿轮网的弹性特性,例如网状刚度,网状阻尼和接触率。

可以认为一对齿轮是理想的一对,没有任何静态传输错误或反弹。当存在静态传输误差时,这可能是由于几何误差和几何修饰引起的传输错误子节点可以添加到齿轮对节点。此类示例包括装备,错位或牙齿尖端和根部释放的发生。同样,在有影响系统动力学的反弹的情况下,反弹子节点可以添加到齿轮对节点。

此外,摩擦子节点可以添加到齿轮对节点是在接触点上解释摩擦力的。摩擦力仅在接触点处有明显的滑移时才有主导。滑动可能是由于中心距离的变化,或者两个齿轮的轴既没有平行也不相交。蠕虫和车轮对是这种操作的一个例子,即使在完美的条件下,也存在固有的滑动。

应用程序库路径示例显示了齿轮的建模:MULTIBODY_DYNAMICS_MODULE/AUTOMOTIVE_AND_AEROSPACE/DINECTIAL_GEAR
Multibody_dynamics_module/tutorials/gear_train
MULTIBODY_DYNAMICS_MODULE/TUTORIALS/HELICAL_GEAR_PAIR
Multibody_dynamics_module/verification_examples/bevel_gear_pair

零件库中的齿轮

零件库中添加了许多参数化的齿轮几何形状。可以使用这些零件为3D和2D型号创建不同类型的齿轮。可以修改零件的输入参数以自定义齿轮齿和齿轮空白。这些零件可用于修建齿轮齿,单个齿轮,一对齿轮或平行或行星齿轮火车。

可用的齿轮零件分为三类:

  1. 外齿轮
    1. 刺齿轮
    2. 螺旋装备
    3. 斜齿轮
    4. 蜗轮
  2. 内部齿轮
    1. 刺齿轮
    2. 螺旋装备
  3. 刺齿轮
    1. 刺架
    2. 螺旋架
还有其他单独的零件来为所有类型的齿轮创建牙齿横截面。

螺旋齿轮几何形状,使用多体动力学模块的零件库中可用的齿轮零件创建。螺旋齿轮几何形状,使用多体动力学模块的零件库中可用的齿轮零件创建。

螺旋齿轮几何形状,使用多体动力学模块的零件库中可用的齿轮零件创建。

新教程模型:差速器机制

该模型模拟了汽车和其他轮式车辆中使用的差速器的机制。差速器使外驱动轮在转弯时的旋转速度比内驱动轮更快。当车辆转弯以允许沿着转弯曲线外部行驶的车轮更快并覆盖比转弯曲线内部的车轮更大的距离时,这是必要的。两个驾驶轮的旋转速度的平均值仅仅是驱动轴的输入旋转速度。一个车轮速度的提高通过另一个速度的降低来平衡。

在车辆在直线或弯曲的路径上移动的情况下,进行瞬态分析以计算蜘蛛齿轮的运动。在两种情况下,计算了不同组分的速度大小和内轮和外轮的角速度。

展示差速器机制的教程模型的应用程序库路径:

MULTIBODY_DYNAMICS_MODULE/AUTOMOTIVE_AND_AEROSPACE/DINECTIAL_GEAR

差速器机构,使车辆的两个车轴以不同的速度旋转。显示了旋转速度和方向的大小。差速器机构,使车辆的两个车轴以不同的速度旋转。显示了旋转速度和方向的大小。

差速器机构,使车辆的两个车轴以不同的速度旋转。显示了旋转速度和方向的大小。

新教程模型:复合齿轮火车中的振动

该模型模拟复合齿轮列车中的振动。用于建模齿轮的刺激齿轮安装在刚性轴上,在两端的弹性外壳支撑轴的位置。假定齿轮网具有不同的刚度,这是持续振动的来源。进行瞬态分析以计算齿轮的动力学以及外壳中的振动。

接触模型用于计算齿轮网刚度。进行参数分析以计算齿轮网格刚度在一个网格周期中的齿轮旋转函数。

该模型计算齿轮对中的von mises应力分布,在齿轮对,在接触点以及牙齿的根部应力很高。还计算了齿轮网的刚度,齿轮中的位移以及由于振动而导致的外壳中的正常加速度。

教程模型的应用程序库路径:

Multibody_dynamics_module/tutorials/gear_train

由于弹性齿轮网诱导的振动,外壳中的正常加速度。还显示的是齿轮位移的灰度图。由于弹性齿轮网诱导的振动,外壳中的正常加速度。还显示的是齿轮位移的灰度图。

由于弹性齿轮网诱导的振动,外壳中的正常加速度。还显示的是齿轮位移的灰度图。

新教程模型:螺旋齿轮的动力学

该教程模型说明了螺旋齿轮的动力学。它考虑了假定齿轮网是刚性或弹性的情况。进行了瞬态研究,以分析恒定齿轮网刚度,变化的齿轮网刚度,接触力的传输误差以及齿轮的角速度的影响。进行特征频率分析,以计算刚性和弹性齿轮网的齿轮对的固有频率和模式形状。

教程模型的应用程序库路径:

MULTIBODY_DYNAMICS_MODULE/TUTORIALS/HELICAL_GEAR_PAIR

新教程模型:斜角齿轮上的力和力矩

该教程模型模拟了一对直圆锥形斜角齿轮。将齿轮建模为刚性,但其中一个齿轮是固定的,而另一个齿轮在刚性条上铰接。刚性条也位于固定齿轮轴上的一个点。进行瞬态分析以计算固定齿轮中心的力和力矩。将分析结果与国际期刊的参考结果进行了比较。

教程模型的应用程序库路径:

Multibody_dynamics_module/verification_examples/bevel_gear_pair

当将增量旋转开出向刚性条时,斜角齿轮的运动。当将增量旋转开出向刚性条时,斜角齿轮的运动。

当将增量旋转开出向刚性条时,斜角齿轮的运动。