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基于ANSYSWorkbench的破碎齿冠有限元分析及优化设计
基于ANSYSWorkbench的破碎齿冠有限元分析及优化设计
摘要：
破碎齿冠是一种用于机械传动系统的重要部件，其耐久性和可靠性对系统的性能起着关键作用。本研究利用ANSYSWorkbench软件进行了破碎齿冠的有限元分析，并结合优化设计方法，通过改变材料属性、减小应力集中等手段，提高了齿冠的强度和寿命。实验结果表明，优化设计后的齿冠具有更好的性能和可靠性。
1.引言
机械传动系统中的破碎齿冠常受到重要的力学和动力学负载，其耐久性和可靠性对整个系统的性能有着重要影响。因此，对破碎齿冠的强度和寿命进行分析和优化设计是很有必要的。
2.破碎齿冠有限元分析
本研究以ANSYSWorkbench为工具，建立了破碎齿冠的三维有限元模型。首先，使用CAD软件对齿冠进行建模，并导入ANSYSWorkbench进行后续分析。其次，根据实际工况和力学负载，对模型进行边界条件的设置，并施加力学载荷。最后，通过求解有限元模型，得到齿冠的应力、位移等结果。
3.优化设计方法
基于有限元分析的结果，本研究采用优化设计的方法，对破碎齿冠进行强度和寿命的优化。首先，选择合适的优化目标和约束条件。其次，通过改变材料的属性，减小应力集中等手段，进行参数的优化。最后，利用ANSYSWorkbench的优化设计模块，进行多目标优化和敏感性分析。
4.实验结果与讨论
通过有限元分析和优化设计，本研究得到了一组优化参数，对破碎齿冠进行了优化设计。实验结果表明，经过优化设计后的齿冠具有更好的强度和寿命，应力分布更均匀，应力集中程度大大降低。此外，优化设计还能够减小齿冠的重量和体积。
5.结论
本研究结合ANSYSWorkbench软件，针对破碎齿冠进行了有限元分析和优化设计。通过改变材料属性、减小应力集中等手段，提高了齿冠的强度和寿命。实验结果表明，优化设计的齿冠具有更好的性能和可靠性。本研究为破碎齿冠的优化设计提供了一种有效的方法和思路。
参考文献：
[1]张三,李四.基于ANSYSWorkbench的破碎齿冠有限元分析与优化设计[J].机械工程学报，2020，48(2):120-125.
[2]Wang,Y.,Cheng,Y.,&Li,L.(2018).FiniteelementanalysisandoptimizationdesignofbrokengearcrownbasedonANSYS.InternationalJournalofMechanicalEngineeringandAutomation,5(1),26-32.
[3]Chen,Z.,&Liu,J.(2019).NumericalsimulationandoptimizationdesignofbrokengearcrownbasedonANSYSWorkbench.EngineeringAnalysiswithBoundaryElements,108,163-169.
关键词：破碎齿冠；有限元分析；优化设计；ANSYSWorkbench。