人字齿同步带轮材料泊松比
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类型 人字齿同步带 人字齿同步带轮
规格 O-1568
材质 橡胶 碳纤维
品牌 马牌
产品参数
类型
人字齿同步带 人字齿同步带轮
规格
O-1568
材质
橡胶 碳纤维
品牌
马牌
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产品详情

    材料力学中定义泊松比为:人字齿同步带材料在比例极限内受拉时,由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值,用表示。人字齿同步带一般均质橡胶材料的泊松比为正值且小于 0.5,由于人字齿同步带是由多层材料组成的复合粘弹性、高弹性体。复合材料本身具有各向异性的性质,其泊松比可以为负数。

有研究表明非线性材料在受力过程中其泊松比是随着应变量的变化而变化的,即存在函数关系f     ,由橡胶材料变形时的体积不变原理可得:1 2 3 1 2 2 3 1 2 3 0                     (4-2)又因2 3 1        ,整理后可得:1 1 1 1           (4-3)在软件中分析时考虑人字齿同步带材料的非线性,可用上式对应变量进行迭代,得到不同时期的泊松比,在受力过程中,泊松比是变化的。在考虑非线性方程组迭代收敛的条件下,应取初始泊松比为0.4 ~ 0.5[60]。本文讨论人字齿同步带材料时,在分析软件中分别定义氯丁橡胶和玻璃纤维的泊松比,其值为 0.46 0.4

人字齿同步带-12.jpg

    划分网格及接触对的建立要进行有限元分析,需要将导入的人字齿同步带实体模型转化为能够计算的网格,网格的密度越高,计算出的结果精确度越高,也将大大增加计算时间。网格划分的等级决定了接触分析所形成的接触点对的多少,如果接触点对过少,会引起分析不收敛和结果失真,如果接触点对设置过多,则分析耗时过长。由于带齿根部会有应力集中现象,在划分网格时使用网格细化功能进行适当加密,人字齿同步带轮材料与带齿材料相比硬度大了很多,因此带轮上网格较稀疏。图 4-6 和图 4-7 人字齿同步带人字齿同步带轮啮合的三维实体模型及划分网格后的模型,网格划分后的有限元模型共生成 74544 个单元,15237 节点。为了更加清楚明了地体现人字齿同步带与带轮的三维结构,带轮的三维模型透视图与分离的带的三维模型分别在图 4-8 和图 4-9 中表示。利用 ANSYS 的接触向导,建立面—面接触单元,不必事先知道接触的准确位置,且支持大应变和大转动。

    因人字齿同步带轮材料是刚性的,其上的面为“目标”面,人字齿同步带带齿材料为柔性的上的面为“接触”面,分析可能接触的部分面后,分别在带齿的侧面和带轮凸齿的侧面、人字齿同步带带齿顶面与带轮槽底面、带齿根面与人字齿同步带齿顶面生成接触单元,有限元模型通过指定的接触单元来识别可能的接触对,通过自动计算“contact surface offset”来关闭小的间隙。选用单元类型为 TARGET170 CONTA174 来定3-D 接触对,一对目标单元和接触单元构成了一个接触对,有共享的实常数号。