[发明专利]基于双曲面壳单元模型的数值载荷齿面接触分析方法

摘要

本发明公开了一种基于双曲面壳单元模型的数值载荷齿面接触分析(NLTCA)方法，从几何层面分析螺旋锥齿轮齿面基本的结构特性，进行齿面弯曲行为分析；结合以往齿轮有限元建模的基本理论和方法，提出螺旋锥齿轮的双曲面壳单元的建模方法，既考虑齿轮啮合刚度又考虑齿轮接触柔性，以保证NLTCA的数值结果更真实有效；利用Rayleigh‑Ritz法来确定螺旋锥齿轮啮合刚度和接触柔性，为后续的NLTCA数值结果的求解及相关的齿面接触力学性能分析提供基础；采用有限元法和线性规划法相结合的形式求解NLTCA的目标函数，建立加工参数与齿面物理性能评价项的直接关联规律，提供实际加工参数与齿面接触性能评价之间的直接参数驱动关系。求解过程的计算量减少且能保证设计的柔性化和实用性。

主权项

1.一种基于双曲面壳单元模型的数值载荷齿面接触分析方法，包括以下步骤：i)齿面弯曲特性分析从几何层面分析其基本的结构特性；ii)精确的有限元建模ii.1)建立双曲面壳单元模型；ii.2)建立双曲面壳单元方程；ii.3)确定双曲面壳单元模型的基本几何定义和边界约束条件；iii)齿面啮合刚度和接触柔性的确定利用基于壳理论的Rayleigh‑Ritz法来确定螺旋锥齿轮啮合刚度和接触柔性；iiii)数值载荷齿面接触分析的精确计算iiii.1)确定齿面接触点的精确匹配策略；iiii.2)确定变形协调条件；iiii.3)确定受力平衡条件；iiii.4)确定求解数值载荷齿面接触分析问题的线性规划方法；iiii.5)确定数值载荷齿面接触分析评价项。