借助UG 強大的幾何建模功能、HyperMesh 強大的網(wǎng)格劃分能力以及ANSYS 的有限元分析功能，采用將三者結(jié)合的分析方法，對齒輪軸進行模態(tài)分析，得出了其低階固有頻率和振型，對正確合理地設計齒輪軸結(jié)構(gòu)具有理論意義。

　　齒輪軸是減速器的重要組成部分，齒輪軸在高速運行狀態(tài)下的動態(tài)特性，如振動、噪聲、穩(wěn)定性是判斷其性能的重要指標，也是影響減速器整機運行性能的重要因素。因此，對齒輪軸進行模態(tài)分析，能為齒輪軸的正確合理設計、使其具有良好的動態(tài)性能指標、以及解決結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的動態(tài)性能缺陷問題提供理論依據(jù)。針對某型號減速器的齒輪軸，本文在對其進行模態(tài)分析的幾何建模、網(wǎng)格劃分、分析計算各個不同。

　　分析階段分別采用不同的軟件，綜合運用UG 軟件、HyperMesh 軟件、ANSYS 軟件的各自特點，以提高解決問題的效率和精度。

　　UG、HyperMesh、ANSYS軟件簡介

　　UG 軟件為交互式CAD/CAM 系統(tǒng)，它功能強大，可以輕松實現(xiàn)各種復雜實體及造型的建構(gòu)。它最突出的優(yōu)點就是其幾何建模功能，但它在有限元網(wǎng)格劃分及有限元分析計算和后處理方面的功能較為薄弱。

　　HyperMesh 軟件是一個高性能的有限元前后處理軟件，是美國Atair 公司的產(chǎn)品。它最著名的特點是具有強大的有限元網(wǎng)格前處理和后處理功能。但與UG相比，其幾何建模功能較為薄弱，且操作界面不友好;與ANSYS 相比，其有限元分析時材料和單元類型較少，求解方法難以設置，在有限元分析計算與結(jié)果處理方面的性能也較為遜色。

　　ANSYS 是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場和聲場分析于一體的大型通用有限元分析軟件�？梢赃M行結(jié)構(gòu)分析、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力。盡管其內(nèi)有幾何建模模塊，但是在處理復雜形狀時，其建模功能遠不如專業(yè)化幾何建模軟件UG 強大。在網(wǎng)格劃分方面也與專業(yè)化的有限元前后處理軟件HyperMesh有一定的差距。

　　綜上所述，利用UG 對齒輪軸幾何建模，然后利用HyperMesh 劃分網(wǎng)格建立有限元模型，采用ANSYS進行分析計算，可以綜合運用三個軟件的優(yōu)勢，有效地提高整個分析計算過程的速度和質(zhì)量。

　　1) 將UG、HyperMesh、ANSYS 軟件相結(jié)合，對齒輪軸進行了幾何建模、有限元建模以及模態(tài)分析。這種在有限元分析的各階段分別采用不同軟件的方法可以綜合運用不同軟件的優(yōu)點，克服了單一軟件在建模速度、單元質(zhì)量和求解等方面的不足，大大減少了有限元分析的工作量，提高了CAE 分析的效率。該方法具有一定的通用性，也可應用于其他結(jié)構(gòu)的有限元分析中。

　　2) 用ANSYS 有限元方法對曲軸進行模態(tài)分析，并運用Block Lancozos 提取了齒輪軸的第1、4、5 階非剛體固有頻率和振型，同時，對齒輪軸進行了約束狀態(tài)下的模態(tài)試驗，驗證了有限元模態(tài)分析方法的正確性。這為齒輪軸的正確合理設計，解決結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)的動態(tài)性能缺陷問題提供了理論依據(jù)。