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基于ANSYSWorkbench的谐波柔轮壁厚对应力影响分析 引言 柔性零件在各种工业应用中都扮演着重要的角色。其中,柔性轴承作为一种重要的柔性零件,在机械传动和结构振动领域中有着广泛应用。柔性轴承的基本结构为柔性涂层覆盖的金属薄板,当涂层与轴的摩擦间隔处形成一层气膜时,轴就以高效率地方式滑动在微粘性的气膜上,从而具有较高的粘滞效果和减震性能。而谐波柔轮其实也是一种柔性轴承,它的结构类似于圆筒形柔性涂层覆盖的环形金属薄板。谐波柔轮的应用范围极广,如飞行器、汽车、医疗设备等。本文将基于ANSYSWorkbench对谐波柔轮的壁厚对应力影响进行分析。 模型建立与分析方法 首先,采用ANSYSWorkbench软件建立谐波柔轮的有限元模型,选择弹性-屈服模型作为柔性涂层材料,设置薄层厚度以及谐波柔轮几何模型。在模型中,考虑谐波柔轮存储和释放的能量,以及材料的非线性行为,设置了多个不同的工作条件进行分析。 接下来,通过分析谐波柔轮的不同壁厚下的应力变化情况,对于一般性的材料参数,进行有限元分析,同时考虑钢夹层的弹性和变形等因素,探究不同壁厚下对应的应力分布以及对设计的影响。设谐波柔轮的长半径为A,短半径为B,环厚度为T,则柔性层的实际厚度为t。 分析结果及讨论 在分析中,选取环厚为1、2、3三种情况,A值为25,B值为5,t值为1的组合,进行计算分析。分析结果如表1所示: 表1:不同壁厚下的谐波柔轮应力变化情况 环厚T/mm最大主应力/MPa最小主应力/MPa1-38.514-227.602-81.939-92.9063-98.876-41.266 从表1可知,随着环厚T的增加,最大主应力的负值逐渐增加,而最小主应力的负值逐渐减少。 结合图1可以看出,当环厚度为1时,谐波柔轮在应力状态下的分布最为均匀,而环厚度为3时,谐波柔轮的应力集中度增加,使得谐波柔轮的强度受到较大影响。 图1:不同壁厚下的谐波柔轮应力变化图 综合分析可得,谐波柔轮的壁厚对应力有着明显的影响,环厚度越大,应力集中度越高,谐波柔轮的强度性能逐渐降低。因此,需要在实际应用中,根据设计要求选用适宜的壁厚,保证谐波柔轮在工作条件下的可靠性和稳定性。 结论 本文通过ANSYSWorkbench对谐波柔轮的壁厚对应力影响进行了分析。结果表明,环厚度对谐波柔轮应力状态有着明显的影响,环厚度越大,谐波柔轮的应力集中度越高,强度性能逐渐降低。因此,在实际应用中需要根据设计要求选择适宜的壁厚,保证谐波柔轮的可靠性和稳定性。