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Ansys Mechanical | SKF開發自動化應用程序大幅簡化軸承仿真分析
該公司的主要產品和服務涉及旋轉軸,包括軸承、密封件、潤滑管理、人工智能(AI)系統和無線狀態監控。此外,除了實體的零部件和硬件產品,SKF還開發了軸承仿真軟件和建模解決方案,包括與第三方工具集成的API,以幫助客戶更準確、更輕松地仿真軸承。
此前,SKF工程軟件部門產品經理Hedzer Tillema在Ansys Level UP 3.0工程仿真大會上介紹了最新的API之一。
SKF高管在Level Up 3.0工程仿真會議上介紹了SKF軸承APP應用
SKF Bearing是通過Ansys應用定制化工具包(ACT)開發而成,該工具包通過創建定制化指導流程(被稱為“向導”),使團隊能夠實現工作流程的自動化。這些向導為用戶提供了可訪問的分步式界面,并針對選定的任務和程序來定制應用。如上所述,SKF Bearing旨在簡化Mechanical中的軸承建模和FEA仿真。
Tillema表示,SKF持續的仿真集成有助于支持最近的“左移測試”的行業趨勢,這意味著工程師和設計人員在開發周期早期階段就能夠使用仿真和虛擬測試。通過將仿真積極引入開發的早期階段,而不是將其作為后期驗證工具,開發團隊可以更快地獲得關鍵洞察,從而為設計提供信息,防止設計失敗并加快產品上市進程。
借助仿真集成和聯合解決方案,SKF使更多的工程師和設計人員都能夠充分利用數字化轉型和仿真技術。
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準確、自動地選擇軸承
SKF總部位于瑞典,并在全球各地設有辦事處。該公司提供的解決方案可用于減少摩擦和二氧化碳(CO2)排放,同時提升機器的正常運行時間和性能。SKF不僅專注于開發,還大力投資研發(R&D)并高度重視可靠性和可持續性,從而推動智能、清潔發展。
該公司的主要產品和服務涉及旋轉軸,包括軸承、密封件、潤滑管理、人工智能(AI)系統和無線狀態監控。此外,除了實體的零部件和硬件產品,SKF還開發了軸承仿真軟件和建模解決方案,包括與第三方工具集成的API,以幫助客戶更準確、更輕松地仿真軸承。
此前,SKF工程軟件部門產品經理Hedzer Tillema在Ansys Level UP 3.0工程仿真大會上介紹了最新的API之一。
SKF高管在Level Up 3.0工程仿真會議上介紹了SKF軸承APP應用
SKF Bearing是通過Ansys應用定制化工具包(ACT)開發而成,該工具包通過創建定制化指導流程(被稱為“向導”),使團隊能夠實現工作流程的自動化。這些向導為用戶提供了可訪問的分步式界面,并針對選定的任務和程序來定制應用。如上所述,SKF Bearing旨在簡化Mechanical中的軸承建模和FEA仿真。
Tillema表示,SKF持續的仿真集成有助于支持最近的“左移測試”的行業趨勢,這意味著工程師和設計人員在開發周期早期階段就能夠使用仿真和虛擬測試。通過將仿真積極引入開發的早期階段,而不是將其作為后期驗證工具,開發團隊可以更快地獲得關鍵洞察,從而為設計提供信息,防止設計失敗并加快產品上市進程。
展開 轉子動力學ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉子動力學 臨界轉速 軸承
轉子動力學ansys仿真流程方法
工程中的回轉機械,如渦輪機、電機等,在運轉時經常由于轉軸的彈性轉子偏心而發生橫向彎曲振動。當轉速增至某個特定值時,振幅會突然加大,振動異常激烈,當轉速超過這個特定值時,振幅又會很快減小。使轉子發生激烈振動的特定轉速稱為臨界轉速。工程師要做的就是查找轉子系統的臨界轉速,從而將系統修改轉速或者添加一定的支撐,來避開臨界轉速。
要獲取臨界轉速,那么ansys軟件就可以根據模型來計算臨界轉速。理論狀態下轉子系統包括:轉軸、轉軸上的圓盤、兩側軸承以及不平衡的質量,如圖所示。
那么如何進行坎貝爾圖的計算和提取呢?在ANSYS軟件中有三種方法來計算臨界轉速,如下所示:
第一種為梁單元方法,建立一根軸線,不同的位置給定不同的半徑和質量點來計算。
第二種為三維實體方法,建立完整的三維模型,模型是軸對稱模型,所以默認的模型是完全的不偏心的,所以需要添加偏心的質量點。
第三種為ANSYS workbench中新功能,概念模型,建立二維的截面模型來代替三維模型,計算量能夠顯著的減少,加快計算速度,但是結果并沒有差別。
本次流程以第三種方式來展示仿真分析的流程方法,基本操作過程三種近似相同。分析模塊是采用模態分析來進行的。
1.模型的建立
首先要將三維模型進行處理,將三維模型切割,提取中間的截面,如圖所示。
打開workbench中的模態分析模塊,設置對稱選項,如下圖所示。默認的模型不會出現對稱的設置,需要選中model狀態下插入對稱、接觸、遠端點等選項.
設置好之后在對稱目錄下插入General Axisymmetric,該方法是ANSYS獨有的一種簡化方法,可以使用二維平面表示三維物體,簡化計算量.
表示二維軸對稱的操作方式的選項如下圖所示,設置坐標和對稱軸及平面數量。
展開 Ansys Lumerical | 光纖布拉格光柵溫度傳感器的仿真模擬
步驟2:EME-計算光柵的溫度相關透射/反射響應
我們分析了光柵在多個周期內的透射/反射值,模擬區域中只包括光柵的單個周期,但通過使用“周期性”和“波長掃描”特征可以獲得長光柵的寬帶響應。然后,我們掃描溫度,并將傳輸/反射響應導出為S參數,S參數可用于隨后的電路模擬。
布拉格波長與溫度的關系如圖顯示,相對于室溫下的值,其在1.000攝氏度時偏移15.6納米。
還可以得到光柵在給定溫度范圍內的靈敏度。靈敏度定義如下:
考慮到參考文獻中缺乏有關材料的信息,模擬的靈敏度(9.4 pm/℃)與公布的結果(7.2 pm/℃)存在差異。這種差異可能主要來自材料參數的差異,而參考文獻中并未完全提供這些參數。
該腳本還提取與溫度相關的S參數,并將其保存為S參數文件格式(fbg_S_param_T.dat),以便在下一步進行 interconnect 電路模擬。
步驟3:INTERCONNECT-光子電路模擬
使用光學時間調制 S 參數元件將與溫度相關的S參數導入 INTERCONNECT,用于模擬 FBG 溫度傳感器。我們掃描溫度并測量傳感器在不同溫度下的反射光譜。當需要附加 PIC 元件對 FBG 的整體性能的影響時,該電路模型仿真是有用的。
FBG 溫度的電路模擬需要三個要素:
1、光網絡分析儀(ONA),既可作為光源又可作為檢測器。
2、代表 FBG 溫度傳感器的光學時變 S 參數元件。
3、用作溫度控制器并連接到 FBG 溫度傳感器元件的直流電源。
下圖為電路仿真的原理圖設計。按下運行按鈕,模擬將計算溫度傳感器在25°C室溫下的反射光譜。
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基于Fluent與ANSYS workbench的齒輪箱熱固耦合溫度場仿真案例
簡介:
今天為大家帶來齒輪箱瞬態溫度場仿真的原創案例。限于篇幅,這個帖子不像之前一樣把所有設置一步步貼圖,因此只給出關鍵圖,設置全部給出了表格形式。圖1和圖23是動圖,但是好像帖子里動不起來,可以點擊我的頭像——作品展示里有動態圖。
圖1 齒輪箱甩油潤滑
齒輪減速結構是機械傳動中最常見的形式,如下圖。
圖2 齒輪箱結構
由于齒輪之間存在摩擦,因此齒輪系統的溫度場必須進行關注,以確保:
齒輪結構沒有過熱(overheating)
保證齒輪結構的完整性
避免滑油過熱引發的性能下降(粘度降低)及事故發生(如風機裝置有可能油起火)
進一步延伸的話,由溫升引發的熱應力是分析齒輪與齒輪軸,乃至軸承與殼體的熱疲勞問題的必要計算條件。這個問題另外開帖與大家探討。
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正文:
齒輪溫度場涉及到摩擦學、傳熱學、機械傳動理論和有限元分析等多學科領域的知識,是一個比較復雜的問題。
1969年,Blok.H闡述了熱網絡理論,其本質是考慮系統中各部分生熱,在網絡中用一個節點表示,每個節點表示每部分的平均溫度。通過整體分析得到要求的的各部分的溫度值。這種方法的缺陷在于,首先必須建立熱阻、功率損失、對流換熱系數計算模型,而這些參數不容易獲得。那么我們考慮用仿真的手段去求解這個問題。
我們首先來分析齒輪箱的結構,齒輪箱機械結構由殼體、端蓋、大小齒輪、軸承、軸以及其他附件構成,我們首先要搞清楚分析的對象。殼體的溫度是否是我們關注的要點?在本例中不是,那么我們的分析對象就是殼體中的所有元素,殼體只作為仿真的外邊界。
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