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《CAD/CAM理论及其开发技术》课程练习学院：学号：姓名： 课程名称：CAD/CAM理论及其开发技术评分：_______________建模与分析内容综述本次的建模与分析主要是针对变速箱箱体的三维建模（在Inventor中完成）以及后续的机械静力分析主要在（Ansys Workbench中完成）。本次的建模与分析过程，建模过程相对传统，而后续的接口过程以及分析过程相对而言有一定的难度。由于各种原因，有以下几点需要作出特殊说明：由于缺少前期的设计数据，变速箱的外形设计已经简化，只是一个假想中的变速箱，但是为了使得这次建模能更有实际参考价值，我在一定程度上参考了一个实际应用中的4WG200的外形尺寸。在建模与分析过程中，有很多的心得与体会（这里主要针对一些问题），一个模型很难将这些心得全部体现出来，有些是特意加入的。加入的载荷数据都是随意的并不是来源于实际。本文在写作过程中不小心忽略的老师的要求，没有做装配体的分析，本文是在已经基本完成的情况下加入了另一半箱体的建模装配以及静力分析的，由于过程类似，本文的大部分内容都是针对一半箱体而言的，另一半箱体的建模以及装配后的分析从简。箱体的材料是铸铁，Ansys中虽然未作出说明，但已经设置为默认铸铁的状态。建模过程箱体的外形设计放样草图1绘制放样草图2绘制放样，建立出箱体的外形再通过几次拉伸得到箱体基本的外形：抽壳得到箱体箱体细节设计建立新工作平面，开始画轴承座：重复上述操作，通过拉伸功能来绘制加强筋：打出安装孔将少数几个部分倒圆角，并加入一些细节特征，这里的特种主要是一些安装孔与约束平面，方法与之前讲到的相似，这里不再赘述，最后的效果图如下：Workbench中的模型导入Inventor可以直接导入Ansys Workbench，这为分析增添了不少便利。在这里需要特殊说明的是：原本的模型是可以顺利的导入并进行分析的，但是为了体现出作者的一个发现，特意的将模型做了一些调整，就在下图的一个加强筋处，经过尺寸的调整，使得特征稍微相接，但并没有完全接触，于是在后续的分析中出现了很多问题，在实际中遇到这些问题可以直接在模型中修改，但如果找不到这样的疏漏，则可以用下文推荐的一种办法来进行巧妙的规避，并充分发挥出workbench的新功能新特点。具体内容如下：标紫色的结构被改动了一些尺寸，这些尺寸与实际不符，属于设计疏漏在这样的改动下模型出现了问题：倒角出现丢失的情况就连workbench中最基本的fill功能也无法运行（这是作者偶尔发现的，不知道与模型的更改有必然的联系没有？）：最后提出的解决办法是，将三维模型转化成IGES格式，这种格式与Workbench兼容性较好，并且也不容易出现像*.x_t 曲面缺失面的情况。用IGES导入面体,并进入ANSYS进行缝补工作，得出面体如下：用线框功能来检查模型的完整性，如果模型有问题会标出红色，但是意外的发现这样的面体模型规避了模型构造时候疏漏（具体原因还没有在资料上找出解释）。但是值得一提的是，本文中丢失面的情况，在面体模型的Worbench模式下，有很强大的修补工具进行修补：Fill（填孔）功能也正常可以使用了：分析过程4..1前处理依照上文的方法导入模型，导入后检查模型并直接缝补出实体。缝补前的面体缝补后的实体下面又产生的新的问题：workbench的bearing load功能是一个比较创新的功能，有很好的实际应用价值，这个载荷可以很好的模拟轴承的载荷分布，与实际的分布情况非常接近。但是有一个特殊的要求，就是受力面必须是一个圆柱面，经过我这样从面体缝补过来的模型一些圆柱面经常被误认为成了多边棱柱面，使得bearing load无法加载，具体情况见下图：（注：正常的情况下选中一个圆柱面右键单击后会出现一个载荷选取菜单，如果想加入一个轴承载荷会在菜单上面显示出一个“bearing load”，但是由于我导入模型的原因，使得我开始右键单击的时候没有出现这一选项，我猜测是因为workbench没有将那个圆柱面认为是圆柱面而是当成多边棱柱面来处理了，这里我最后找出了一个解决此类问题通用的办法。）右键单击没有出现轴承载荷这一选项：解决方法，我将原载荷面切除，然后再新加入一个新的自己建立的圆柱面，这样就很好的规避了此类问题的产生，又不影响模型的精确度：切除原有的面（这里只是切掉很薄的一层）：建立拉伸出新的圆柱面（拉出很薄的一层）重复上述工作利用workbench的fill功能配合unfreeze功能将一些没用作用的安装孔，连接孔填充掉，这样可以很好地节省分析时间，并且基本不影响模型的分析精度由于模型复杂进本没有统一的规律利用Auto网格规则，并将单元的大小控制在17cm以内网格划分效果图4.2定义载荷与约束将几个安装面施加固定约束用bearing load定义径向