基于ug的驱动轮有限元分析

UG有限元分析，摘 要: 利用UG- NX2. 0中的 Structure 模块对驱动轮的应力分布规律进行计算和分析 ,得出 了该构件的应力分布图 ,从理论上对驱动盘的常见破坏形式进行了分析研究。为进一步改进驱动 盘的受力状况和结构设计 ,实现驱动盘的标准化生产提供了必要的理论依据。 关键词: 驱动盘; 结构分析; 有限元; UG; 强度校核 ### 基于UG的驱动轮有限元分析 #### 一、引言 随着工业技术的发展，有限元分析（FEA）作为一种强大的工程分析手段，在机械设计与制造领域发挥着越来越重要的作用。UG (Unigraphics)是一款集CAD/CAE/CAM于一体的高级软件系统，其中的Structure模块为用户提供了一套完整的解决方案来进行有限元分析。本文通过对驱动轮进行有限元分析，旨在探究其应力分布规律，并提供进一步优化设计和实现标准化生产的理论基础。 #### 二、UG有限元分析概述 UG有限元分析模块集成了多种有限元求解器，包括Structures P.E., NASTRAN, ANSYS, 和 ABAQUS等。这些求解器覆盖了广泛的分析需求，如线性静力分析、普通建模、线性振动分析、间隙配合以及稳态热传导分析等。UG的这一集成特点不仅简化了工作流程，还允许用户根据具体问题选择最适合的求解器和分析模式。 UG有限元分析的一般步骤包括： 1. **建立有限元分析环境**：创建有限元分析场景，作为有限元模型的载体，用于存储所有有限元模型的信息。 2. **构建有限元模型**：在场景中添加载荷、材料属性、边界条件，并自动划分网格。 3. **提交有限元模型数据**：将构建好的模型提交给有限元分析工具进行处理。 4. **执行有限元分析**：利用选定的求解器进行分析计算。 5. **展示分析结果**：在UG中调出分析结果，通过图形化的方式显示模型的应力、应变分布情况，并提取相关的数据。 #### 三、驱动轮的有限元分析 ##### 3.1 驱动轮模型的建立 使用UG的Modeling模块来建立驱动轮的三维模型。为了更准确地模拟实际情况，模型的细节部分（如键槽）需精细构造。 ##### 3.2 划分网格 根据驱动轮的实际形状和受力情况，选择合适的网格划分策略。例如，对于对称结构，可以采用对称网格划分方法，仅计算一半模型的应力分布，然后通过镜像操作得到完整模型的结果。本例中采用UG自带的3D四面体自动网格划分工具，全局网格单元大小设置为7.5mm，确保在关键区域（如键槽处）能够捕捉到应力集中现象。 ##### 3.3 定义材料特性 材料选择方面，本文选择金属Steel作为驱动轮的材料。根据标准材料库，其默认属性包括： - 材料类型：各向同性 - 密度：7.85837e-6 kg/mm³ - 杨氏模量：2.068440e5 MPa - 泊松比：0.3 ##### 3.4 施加载荷和边界条件 针对驱动轮的具体应用场合，施加相应的载荷和边界条件至关重要。考虑到驱动轮通常作为传动部件，其主要承受的是由动力传递产生的轴向和径向力。因此，在模型中需要准确设定这些力的大小和方向。此外，还需要考虑实际工况下的约束条件，比如支撑点的位置及其限制情况。 #### 四、结论 通过对驱动轮进行详细的有限元分析，不仅可以揭示其内部应力分布规律，还可以预测潜在的失效模式，从而为驱动轮的设计优化提供有力的理论支持。利用UG的Structure模块进行的这项研究，不仅有助于提高驱动轮的工作性能，还能为其标准化生产和批量制造奠定坚实的基础。未来的研究可以进一步探讨不同材料、不同设计参数对驱动轮性能的影响，以期获得更加优异的设计方案。