COSMOS Works 前處理條件設定

首先，我們在 COSMOS Works 新增專題，類型為靜力，網格型態為 實體網格。在下拉式選單內的選項裡，選擇求解器為 FFEPlus，以增加計 算時的運算速度。接著我們同樣可以在下拉式選單的選單裡選擇高斯點點 數，在這裡我們先使用高斯點為 4，之後再依序使用 16 及 29 來作比較分 析。

網格、輸出繪圖的形式等要求的設定；單位我們如同SolidWorks 之設定，

使用SI 單位；網格的部份，我們選擇精細、光滑化曲面，網格劃分器類型 選擇標準，實體的四面體Jacobian 計算之高斯點數為 4，之後再依序使用 16 及 29 來作比較分析。在此須說明，若選擇較多高斯點也將造成計算時 間的增加，在後面的比較可以看到對於高斯點的不同時將不會造成很大的 差異，故除非是特殊造型的設計時，再來針對特定部位進行單獨網格化設 定來作分析。至於專題結果輸出部分，我們選擇輸出的有：節點應力的 Von-Mises 應力、合位移及節點應變的等效應變，完成設定後選擇確認。

接著進行特徵管理員的設定，共計有材質、負載狀況、設計方案、接 觸及網格設定。首先進行材質設定，我們看見材質設定如圖 4-1 所示即為 Solidworks 3D 繪圖中就選定好的一般碳鋼，在這裡先以一般碳鋼作為所有 元件的材質。

圖4-1 BJ95L 材質設定

在拘束與負載方面，由於在傳動軸作用的部份是以BJ 外輪桿部作為傳 動的媒介，故特將拘束固定的位置設在BJ 外輪桿部，如下圖 4-2 所示。這

與固定在油封背部所產生的應力集中位置及最大值會有所差異，故必須慎 選之，這部份將在4.2 節至 4.3 節作比對分析差異說明。扭力值則以中間軸 SHAFT 端面處作為設定的位置，方向可將其設定為容易觀察的方向，同時 輸入扭力為100 Nm、200 Nm、300Nm。當然在設定扭力值時，為了增加 不同扭力的輸入的多樣性，我們可以搭配下面設計方案的方式來降低重覆 輸入的作業，增加運算的效率。

圖4-2 BJ 拘束與負載條件設定

在設計方案的選項內容部份，我們以三個方案來作分析，分別如上面 所提到的100Nm、200Nm 及 300Nm。當然除了 3 個狀況之外，若需再新 增方案數，可再自行增減方案數，COSMOS Works 就會針對新增加的邊界 條件與原先已存在之 3 個狀況一起運算。運算完後，可以針對上述狀況來 判斷，再次使用設計方案，選擇你想要的特定步驟之分析狀況。

輸出端BJ 外輪桿部 拘束固定

輸入端中間軸 SHAFT 扭力設定

圖4-3 BJ 之設計方案

處理完設計方案的設定後，接著進行接觸間隙之設定。由於在真實合 理狀態下，鋼珠與內輪外輪球軌間屬於非貫穿接觸，故不可以使用結合或 是無互動自由接觸，並設定為曲面對曲面之接觸，摩擦係數設定為0.05 並 選擇忽略間隙；另外盡可能以單獨設定接觸的方式來進行，避免使用整體 接觸之設定，如此比較容易掌握問題產生之來源；當然我們也會針對在未 設定接觸的條件下，所得到的應力應變位移所代表的意義，這部份也將在 下面章節中討論。總計我們在接觸設定部分共計有六顆鋼珠對內輪六個球 軌與外輪六個球軌需要進行設定，需要稍花一些時間來作設定。

圖4-4 BJ 之接觸設定

最後便是進行網格化的設定，如同上面所述，我們先以高斯點為 4 來 作測試，其餘後再陸陸續續作測試驗證，網格部份在這裡我們分別使用 13.8847、6、3mm 來作分析，網格品質使用精細。

完成以上的設定後，我們回到特徵管理員的專題名稱處選點右鍵執行 設計方案。此時電腦將自動將上面所設定的資料開始進行運算。