在海洋石油勘探開(kāi)發(fā)中,自升式海洋平臺(tái)是使用數(shù)量最多的平臺(tái)。自升式平臺(tái)主要采用齒輪齒條升降系統(tǒng),目前的升降系統(tǒng)均需要進(jìn)口。自升式平臺(tái)齒輪齒條強(qiáng)度是我國(guó)自主研發(fā)自升式平臺(tái)升降系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本文的研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面: 1、齒輪齒條的嚙合是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程。本文首先采用ANSYS軟件建立了齒輪齒條的二維數(shù)值模型,基于該模型研究其在預(yù)壓升降過(guò)程中齒面和齒根的應(yīng)力變化; 2、根據(jù)齒輪齒條嚙合的二維動(dòng)態(tài)分析結(jié)果,確定齒輪齒條在嚙合過(guò)程中的危險(xiǎn)位置,進(jìn)一步建立齒輪齒條的局部三維數(shù)值模型,對(duì)齒面和齒根做進(jìn)一步精細(xì)分析。通過(guò)分析齒輪齒條在不同嚙合位置時(shí)的Von mises應(yīng)力和齒面接觸應(yīng)力的分布情況,并將其與公式計(jì)算結(jié)果相比較,認(rèn)為基于有限元方法的數(shù)值結(jié)果可以作為該齒輪齒條強(qiáng)度分析的依據(jù); 3、應(yīng)用齒輪齒條三維精細(xì)分析結(jié)果,對(duì)齒根過(guò)渡圓角和齒條齒寬進(jìn)行了優(yōu)化。研究結(jié)果表明,適當(dāng)增大齒條齒寬可以減小齒輪齒條的接觸應(yīng)力,增大齒輪齒條的齒根圓角半徑可以提高齒輪齒條的齒根彎曲強(qiáng)度; 4、考慮到齒輪齒條嚙合接觸的超高應(yīng)力,部分區(qū)域已進(jìn)入塑性,因此本文建立了含硬化層的齒輪齒條三維彈塑性數(shù)值模型。對(duì)于硬化處理...

【文章頁(yè)數(shù)】：75 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 問(wèn)題提出的背景及意義
        1.1.1 問(wèn)題背景
        1.1.2 課題的工程意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 齒輪強(qiáng)度的研究進(jìn)展
        1.2.2 自升式平臺(tái)齒輪齒條升降機(jī)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第二章 接觸問(wèn)題的理論基礎(chǔ)及有限元實(shí)現(xiàn)
    2.1 接觸問(wèn)題的理論基礎(chǔ)
        2.1.1 接觸問(wèn)題的分類
        2.1.2 彈性接觸問(wèn)題的基本方程
        2.1.3 經(jīng)典的赫茲公式
    2.2 赫茲公式在輪齒接觸中的應(yīng)用
    2.3 有限元及其相關(guān)軟件的發(fā)展
    2.4 接觸問(wèn)題的有限元實(shí)現(xiàn)
        2.4.1 ANSYS 中接觸問(wèn)題的分類和接觸方式
        2.4.2 ANSYS 中的接觸算法
        2.4.3 ANSYS 接觸分析的步驟
    2.5 小結(jié)
第三章 齒輪齒條強(qiáng)度彈性有限元分析
    3.1 齒輪齒條強(qiáng)度的數(shù)值計(jì)算模型
        3.1.1 漸開(kāi)線的生成原理
        3.1.2 齒輪齒條模型的建立
    3.2 齒輪齒條動(dòng)態(tài)接觸分析
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 接觸對(duì)的設(shè)置
        3.2.3 載荷和約束的施加
        3.2.4 求解設(shè)置
        3.2.5 輪齒動(dòng)態(tài)嚙合接觸分析結(jié)果
    3.3 齒輪齒條靜態(tài)接觸分析
        3.3.1 齒輪齒條計(jì)算模型
        3.3.2 接觸對(duì)的設(shè)置
        3.3.3 約束和載荷的施加
        3.3.4 靜態(tài)接觸分析的接觸位置
        3.3.5 求解設(shè)置
        3.3.6 結(jié)果分析
        3.3.7 動(dòng)、靜態(tài)嚙合結(jié)果對(duì)比
    3.4 有限元計(jì)算和公式計(jì)算對(duì)比
        3.4.1 齒根彎曲應(yīng)力的計(jì)算
        3.4.2 齒面接觸應(yīng)力計(jì)算
        3.4.3 兩種算法計(jì)算結(jié)果的對(duì)比
    3.5 小結(jié)
第四章 齒輪齒條參數(shù)優(yōu)化
    4.1 提高齒輪齒條強(qiáng)度的方法
        4.1.1 提高齒輪齒條接觸強(qiáng)度的方法
        4.1.2 提高齒輪齒條彎曲強(qiáng)度的方法
    4.2 齒輪齒條參數(shù)的優(yōu)化
        4.2.1 齒條齒寬對(duì)齒輪齒條強(qiáng)度的影響
        4.2.2 齒根圓角半徑對(duì)齒輪齒條強(qiáng)度的影響
    4.3 小結(jié)
第五章 齒輪齒條強(qiáng)度彈塑性分析
    5.1 塑性狀態(tài)下的本構(gòu)關(guān)系
        5.1.1 塑性增量理論
        5.1.2 塑性全量理論
        5.1.3 ANSYS 中常用的塑性本構(gòu)模型
    5.2 齒輪齒條塑性分析模型
        5.2.1 無(wú)硬化層的數(shù)值模型
        5.2.2 含硬化層的數(shù)值模型
    5.3 無(wú)硬化層齒輪齒條彈塑性分析
        5.3.1 材料本構(gòu)模型
        5.3.2 計(jì)算結(jié)果
    5.4 含硬化層齒輪齒條彈塑性分析
        5.4.1 材料本構(gòu)模型
        5.4.2 計(jì)算結(jié)果
    5.5 兩種模型計(jì)算結(jié)果的比較
    5.6 小結(jié)
第六章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果
致謝



本文編號(hào)：3795456