Simulation Based on Trivariate NURBS and Isogeometric Analysis of a Spur Gear

Abstract

The approach provides simulation of the gear design with high-precision profile configuration parameters to accurately predict its load capacity and stress state, which requires incessant efforts, as gear failure modes depend largely on its profile representation. The finite element analysis (FEA) is a well-known effective computational method, which many authors used to estimate the gear tooth strength against the primary failure modes of gears. This method is not only known to be time-consuming but often expensive, it employs approximate geometry that resulted in a coarse mesh.

Данный подход позволяет моделировать конструкцию зубчатой передачи с высокоточными параметрами геометрии профиля для достоверного прогнозирования допускаемой нагрузки и напряженного состояния, что требует постоянных исследований, поскольку вид разрушения зубчатой передачи в значительной мере зависит от способа задания ее профиля. Конечноэлементный анализ хорошо известный эффективный вычислительный метод, который многие авторы использовали для оценки прочности зубьев зубчатого колеса в условиях независимых отказов зубчатых передач. Известно также, что этот метод не только трудоемкий, но и зачастую дорогостоящий, использует приближенную геометрию, что дает в результате неточную сеть.