一种齿轮裂纹扩展模拟的小波扩展有限元仿真分析方法

摘要

本发明涉及针对裂纹扩展的有限元分析法，是一种采用了小波扩展这一新的有限分析单元的数值分析方法。该方法基于计算机辅助制图软件建立含有任意裂纹故障的齿轮啮合模型；将模型导入到有限元分析软件ABAQUS中，结合ABAQUS网格划分和数据输出功能获得有限元网格的几何数据；然后根据所得数据应用数学辅助计算软件编制程序计算小波扩展单元的单元刚度矩阵，进而根据所分析结构的网格排列集成结构的整体刚度矩阵；引入边界约束条件和载荷后，求解有限元方程，得到裂纹扩展的数值解。本发明不仅可以跟踪裂纹的生长状况，还能解决应力高度集中带来的困难，具有较高的计算精度和较高的计算效率，为机械设备故障诊断的研究带来方便。