Ansys 案例研究 | 凸轮轴组件的非线性瞬态分析 原创

概述：

本仿真展示了凸轮轴组件的动态响应。其中一个凸轮与气门接触，当轴旋转时，凸轮推动气门，凸轮轮廓控制气门的运动。本分析采用瞬态结构分析。

目标：

• 熟悉瞬态结构分析
• 熟悉凸轮轴组件及其机构

步骤：

1、在Ansys Workbench中创建一个瞬态结构分析系统。轴使用默认的结构钢材料。导入几何模型（图1）。

2、在Ansys Mechanical中对几何模型进行网格划分。使用10mm的整体网格尺寸。为接触面指定尺寸控制以细化该区域的网格。

图1. 凸轮轴组件几何模型示意图

3、定义分析设置和边界条件。 一个弹簧单元将气门拉向凸轮。在轴的端部施加一个旋转副，控制轴的旋转运动。一个平移副约束气门的横向运动，仅允许其沿轴向运动。该旋转副在一秒内完成一整圈旋转。

4、开启自动时间步进，以允许程序计算和调整时间步长。边界条件汇总如图2所示。

图2. 边界条件示意图

5、运行仿真。 总变形云图如图3所示。

图3. 总变形云图

总结：

本案例描述了使用瞬态结构分析模拟凸轮轴组件运动的工作流程。通过旋转副和弹簧单元高效地设置了边界条件。