``` finish /CLEAR /title,two_gears rm1=40 b1=50 z1=31 m=8 ha=1 c=0.25 z=z1 ang=360/z halfang=ang/2 r=m*z/2 rf=(z-2*ha-2*c)*m/2 ra=(z+2*ha)*m/2 r1=m*c pi=3.1415926535897932384626433832795 s=pi*m/2 inva=0.014904 *AFUN,DEG rb=r*COS(20) *AFUN,RAD N=12 *DIM,x,,N *DIM,y,,N *IF,rf,GT,rb,THEN af=ACOS(rb/rf) invaf=TAN(af)-af phi=s/r-2*(invaf-inva) x(1)=rf*COS(phi/2) y(1)=rf*SIN(phi/2) detar=(ra-rf)/(N-1) *DO,i,1,N-1 ri=rf+i*detar j=i+1 ai=ACOS(rb/ri) invai=TAN(ai)-ai phi=s/r-2*(invai-inva) x(j)=ri*COS(phi/2) y(j)=ri*SIN(phi/2) *ENDDO *ELSE phi=s/r+2*inva x(1)=rf*COS(phi/2) y(1)=rf*SIN(phi/2) x(2)=rb*COS(phi/2) y(2)=rb*SIN(phi/2) detar=(ra-rb)/(N-2) *DO,i,1,N-2 ri=rb+i*detar j=i+2 ai=ACOS(rb/ri) invai=TAN(ai)-ai phi=s/r-2*(invai-inva) x(j)=ri*COS(phi/2) y(j)=ri*SIN(phi/2) *ENDDO *ENDIF /PREP7 ET,1,PLANE182 ET,2,SOLID185 MP,EX,1,2.0e11 MP,PRXY,1,0.285 MP,DENS,1,7.85e3 fric_coef = 0.1 normal_stiff = 0.1 ET,3,TARGE170 ET,4,CONTA174 KEYOPT,4,9,0 KEYOPT,4,12,2 R,2 RMODIF,1,1, ,fric_coef,,, RMODIF,1,12,normal_stiff N,1,0,0,0 N,2,m*z1,0,0 et,5,mass21 keyopt,5,3,0 r,3,1e-10,1e-10,1e-10,1e-10,1e-10,1e-10 type,5 real,3 e,1 E,2 allsel,all real,0 *DO,i,1,N K,i,x(i),y(i) *ENDDO K,N+1,ra,0 LSTR,N,N+1 BSPLIN,N,N-1,N-2,N-3,N-4,N-5 BSPLIN,N-5,N-6,N-7,N-8,N-9,N-10 BSPLIN,N-10,N-11 LCOMB,2,3,0 LCOMB,2,4,0 CYL4,,,rm1,0,rf,halfang ADELE,1 LDELE,3 LSTR,2,13 LSTR,7,1 LCOMB,3,6,0 LFILLT,7,2,R1,, LANG,3,16,90, KL,4,0.1,, LANG,8,18,90,, LSBL,4,11,,DELETE,KEEP AL,3,1,2,9 AL,6,7,12,11,8,9 AL,13,5,10,11 TYPE,1 LESIZE,1,,,3,,,,,1 LESIZE,12,,,3,,,,,1 LESIZE,9,,,3,,,,,1 LESIZE,11,,,3,,,,,1 LESIZE,8,,,3,,,,,1 LESIZE,2,,,8,,,,,1 LESIZE,3,,,8,,,,,1 LESIZE,5,,,3,,,,,1 LESIZE,13,,,6,,,,,1 LESIZE,10,,,6,,,,,1 LESIZE,6,,,4,,,,,1 LESIZE,7,,,2,,,,,1 MSHAPE,0,2D MSHKEY,0 AMESH,1,3 CSYS,4 ARSYM,Y,ALL,,,,0,0 CSYS,1 AGEN,z,ALL, , , ,ang, , ,0 CSYS,0 ALLSEL,ALL NUMMRG,ALL,,,,LOW NUMCMP,ALL TYPE,2 ESIZE,0,5 VEXT,ALL,,,0,0,b1,0,0,0 VGEN,,ALL,,,,,-b1/2,,,1 ALLSEL,ALL ESEL,S,TYPE,,1 ACLEAR,ALL ALLSEL,ALL vsel,all VGEN,2,ALL,,,1.5*m*z1,,,,,0 NUMMRG,ALL,,,,LOW NUMCMP,ALL csys,1 *AFUN,DEG !设置角度计算的单位为度 asel,s,loc,x,(z-2*ha-2*c)*m/2,(z+2*ha)*m/2 *DO,i,1,2*z1 asel,u,loc,y,i*halfang *ENDDO asel,u,loc,x,(z-2*ha)*m/2 asel,u,loc,z,b1/2 asel,u,loc,z,-b1/2 asel,a,loc,x,(z+2*ha)*m/2 asel,a,loc,x,(z-2*ha-2*c)*m/2 nsla,s,1 CM,target1,node type,3 real,2 nsel,s,,,target1 esln,s,0 esurf allsel,all WPOFFS,1.5*m*z1, csys,4 WPSTYL,,,,,,1 asel,s,loc,x,(z-2*ha-2*c)*m/2,(z+2*ha)*m/2 *DO,i,1,2*z1 asel,u,loc,y,i*halfang *ENDDO asel,u,loc,x,(z-2*ha)*m/2 asel,u,loc,z,b1/2 asel,u,loc,z,-b1/2 asel,a,loc,x,(z+2*ha)*m/2 asel,a,loc,x,(z-2*ha-2*c)*m/2 *AFUN,RAD !设置角度计算的单位为弧度 nsla,s,1 CM,contact1,node type,4 real,2 nsel,s,,,contact1 esln,s,0 esurf allsel,all vsel,s,loc,x,0,(z+2*ha)*m/2 WPSTYL,,,,,,0 VGEN,,ALL,,,-0.5*m*z1,,,,,1 ALLSEL,ALL NUMMRG,ALL,,,,LOW NUMCMP,ALL real,0 WPOFFS,-0.5*m*z1, WPSTYL,,,,,,1 NSEL,S,loc,x,rm1 nsel,a,node,,2 CP,Next,ALL,ALL CSYS,1 NSEL,S,loc,x,rm1 nsel,a,node,,1 CP,Next,ALL,ALL CSYS,0 allsel,all /SOLU ANTYPE,4 TRNOPT,FULL NLGEOM,ON TIME,3 DELTIM,0.002,0.001,0.2 KBC,0 AUTOTS,ON ERESX,no OUTRES,ALL,all ALPHAD,0.02 BETAD,0.003 *AFUN,RAD D,2,ROTZ,6 nsel,s,node,,1 nsel,a,node,,2 D,ALL,UX,0,,,,UY,UZ ALLSEL,all```solve以后结果来看,齿轮并没有发生转动,为什么
时间: 2025-04-20 11:31:38 浏览: 50
<think>嗯,用户提供的ANSYS APDL脚本在求解后齿轮没有转动,需要找出原因。首先,我会仔细查看代码中的约束和载荷部分。在/SOLU部分,用户设置了动态分析(ANTYPE,4),并使用了TRNOPT,FULL和NLGEOM,ON。时间步长设置看起来没问题,但关键可能在边界条件和载荷的应用上。
注意到用户对节点2施加了ROTZ方向的位移,D,2,ROTZ,6。这里可能的问题在于,ROTZ是绕Z轴的旋转自由度,而平面问题通常是在XY平面,旋转应绕Z轴。但需要确认节点2是否属于齿轮的一部分,以及是否正确应用了旋转自由度。另外,节点1和2还被约束了UX、UY、UZ,这可能限制了它们的运动。如果节点1和2是齿轮的中心节点,那么约束这些自由度会阻止齿轮的平动,但允许绕Z轴旋转。不过,ROTZ的位移是否正确应用了单位?例如,6代表的是弧度还是度?由于代码中使用了*AFUN,RAD,所以应该是弧度,但需要确认是否合理。
另外,检查接触设置是否正确。接触对(TARGE170和CONTA174)的参数,特别是摩擦系数和法向刚度,是否合理。如果接触设置过紧或摩擦系数过高,可能导致齿轮无法转动。此外,材料属性是否正确,例如弹性模量和密度是否与实际材料相符,影响动力学响应。
还要查看齿轮的网格划分是否足够精细,尤其是在接触区域。粗糙的网格可能导致接触计算不准确,从而阻止运动。同时,检查是否有错误或警告信息,可能在求解过程中出现收敛问题,导致分析提前终止。
可能的原因包括:旋转自由度未被正确释放,接触设置不当导致过约束,材料或几何参数错误,或者载荷施加方式不正确。需要逐一排查这些方面,验证每个设置是否符合预期。</think>这个APDL脚本在齿轮转动分析中未产生转动效果,主要问题可能出在边界条件设置、接触定义或载荷施加方式上。以下是逐步排查的思路和解决方案:
---
### **一、边界条件检查**
1. **中心节点约束矛盾**
- 节点1和2被施加了全约束 `D,ALL,UX,0,,,,UY,UZ`,但同时又对节点2施加了旋转位移 `D,2,ROTZ,6`
- **矛盾点**:全约束 `UY` 会限制绕Z轴的旋转(因旋转自由度与平动自由度耦合)
- **修正建议**:
仅约束中心节点的平动自由度,释放旋转自由度:
```
D,1,UX,0,,,UY,UZ ! 齿轮中心固定平动
D,2,UX,0,,,UY,UZ ! 另一齿轮中心固定平动
D,2,ROTZ,6 ! 施加旋转位移(单位:弧度)
```
2. **旋转自由度单位问题**
- 脚本中 `*AFUN,RAD` 已设置角度单位为弧度,但 `D,2,ROTZ,6` 的值可能过大(6弧度≈343°),可能导致求解器无法收敛
- **修正建议**:
改用更小的角度值(如 `D,2,ROTZ,0.1`)并逐步增加,观察是否触发转动。
---
### **二、接触设置问题**
1. **接触对定义不完整**
- 脚本中仅定义了齿轮的接触面,但未明确绑定接触对(如未使用 `LSEL` 或 `CM` 定义接触区域)
- **修正建议**:
使用 `GCGEN` 或直接通过面选择定义接触对:
```apdl
GCGEN,CONTACT1,TARGET1 ! 绑定接触面与目标面
```
2. **摩擦系数与法向刚度**
- 摩擦系数 `fric_coef=0.1` 可能偏高,导致齿轮卡死
- **修正建议**:
降低摩擦系数至 `0.05` 或尝试无摩擦 `0.0`,排除摩擦影响:
```apdl
RMODIF,1,1, ,0.05,,, ! 修改摩擦系数
```
---
### **三、载荷施加方式问题**
1. **动态分析参数设置**
- `ANTYPE,4` 为瞬态分析,但未定义明确的旋转速度或力矩
- **修正建议**:
改用静态分析 (`ANTYPE,0`) 并施加力矩,验证齿轮能否转动:
```apdl
ANTYPE,0 ! 静态分析
F,2,MZ,1000 ! 对节点2施加绕Z轴的力矩
```
2. **时间步长与收敛性**
- `DELTIM,0.002,0.001,0.2` 可能导致时间步过小,计算未完成
- **修正建议**:
增大初始时间步长至 `0.01`,观察求解日志是否出现收敛警告:
```apdl
DELTIM,0.01,0.005,0.5 ! 调整时间步
```
---
### **四、其他潜在问题**
1. **材料属性与单位一致性**
- 弹性模量 `EX=2.0e11 Pa`(对应钢材),密度 `DENS=7.85e3 kg/m³`,但需确认几何尺寸单位是否为米(若为毫米需换算)
- **验证方法**:
检查模型尺寸(如 `m=8` 若单位为mm,需转换为 `0.008 m`)。
2. **网格质量**
- 接触区域网格过粗可能导致穿透或计算不稳定
- **修正建议**:
细化接触面网格:
```apdl
ESIZE,0.001 ! 减小单元尺寸
```
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### **五、调试步骤建议**
1. **简化模型验证**
- 删除接触对,仅保留单个齿轮,施加力矩或位移,确认能否自由旋转
- 逐步添加接触、约束,定位问题模块
2. **查看求解输出**
- 检查 `SOLVE` 后的 `.out` 文件,确认是否有 `ERROR` 或 `WARNING`(如接触穿透、约束过约束)
3. **可视化检查**
- 在 `/POST1` 中绘制变形图 (`PLDISP,1`),确认载荷是否生效,接触面是否贴合
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通过以上修正,应能解决齿轮未转动的问题。若仍有异常,建议逐步简化模型并对比标准齿轮动力学案例。
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