ansys軸承仿真的案例
Ansys Mechanical | SKF開發(fā)自動化應(yīng)用程序大幅簡化軸承仿真分析
該公司的主要產(chǎn)品和服務(wù)涉及旋轉(zhuǎn)軸，包括軸承、密封件、潤滑管理、人工智能（AI）系統(tǒng)和無線狀態(tài)監(jiān)控。此外，除了實(shí)體的零部件和硬件產(chǎn)品，SKF還開發(fā)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(zhǔn)確、更輕松地仿真軸承。
此前，SKF工程軟件部門產(chǎn)品經(jīng)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(yīng)用
SKF Bearing是通過Ansys應(yīng)用定制化工具包（ACT）開發(fā)而成，該工具包通過創(chuàng)建定制化指導(dǎo)流程（被稱為“向?qū)А保箞F(tuán)隊(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)工作流程的自動化。這些向?qū)橛脩籼峁┝丝稍L問的分步式界面，并針對選定的任務(wù)和程序來定制應(yīng)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(xù)的仿真集成有助于支持最近的“左移測試”的行業(yè)趨勢，這意味著工程師和設(shè)計人員在開發(fā)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(fā)的早期階段，而不是將其作為后期驗(yàn)證工具，開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以更快地獲得關(guān)鍵洞察，從而為設(shè)計提供信息，防止設(shè)計失敗并加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。
借助仿真集成和聯(lián)合解決方案，SKF使更多的工程師和設(shè)計人員都能夠充分利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型和仿真技術(shù)。
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準(zhǔn)確、自動地選擇軸承
SKF總部位于瑞典，并在全球各地設(shè)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(jī)器的正常運(yùn)行時間和性能。SKF不僅專注于開發(fā)，還大力投資研發(fā)（R&D）并高度重視可靠性和可持續(xù)性，從而推動智能、清潔發(fā)展。
該公司的主要產(chǎn)品和服務(wù)涉及旋轉(zhuǎn)軸，包括軸承、密封件、潤滑管理、人工智能（AI）系統(tǒng)和無線狀態(tài)監(jiān)控。此外，除了實(shí)體的零部件和硬件產(chǎn)品，SKF還開發(fā)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(zhǔn)確、更輕松地仿真軸承。
此前，SKF工程軟件部門產(chǎn)品經(jīng)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(yīng)用
SKF Bearing是通過Ansys應(yīng)用定制化工具包（ACT）開發(fā)而成，該工具包通過創(chuàng)建定制化指導(dǎo)流程（被稱為“向?qū)А保箞F(tuán)隊(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)工作流程的自動化。這些向?qū)橛脩籼峁┝丝稍L問的分步式界面，并針對選定的任務(wù)和程序來定制應(yīng)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(xù)的仿真集成有助于支持最近的“左移測試”的行業(yè)趨勢，這意味著工程師和設(shè)計人員在開發(fā)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(fā)的早期階段，而不是將其作為后期驗(yàn)證工具，開發(fā)團(tuán)隊(duì)可以更快地獲得關(guān)鍵洞察，從而為設(shè)計提供信息，防止設(shè)計失敗并加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。
展開 轉(zhuǎn)子動力學(xué)ansys仿真流程方法 坎貝爾圖 轉(zhuǎn)子動力學(xué) 臨界轉(zhuǎn)速 軸承
轉(zhuǎn)子動力學(xué)ansys仿真流程方法
工程中的回轉(zhuǎn)機(jī)械，如渦輪機(jī)、電機(jī)等，在運(yùn)轉(zhuǎn)時經(jīng)常由于轉(zhuǎn)軸的彈性轉(zhuǎn)子偏心而發(fā)生橫向彎曲振動。當(dāng)轉(zhuǎn)速增至某個特定值時，振幅會突然加大，振動異常激烈，當(dāng)轉(zhuǎn)速超過這個特定值時，振幅又會很快減小。使轉(zhuǎn)子發(fā)生激烈振動的特定轉(zhuǎn)速稱為臨界轉(zhuǎn)速。工程師要做的就是查找轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速，從而將系統(tǒng)修改轉(zhuǎn)速或者添加一定的支撐，來避開臨界轉(zhuǎn)速。
要獲取臨界轉(zhuǎn)速，那么ansys軟件就可以根據(jù)模型來計算臨界轉(zhuǎn)速。理論狀態(tài)下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括：轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)軸上的圓盤、兩側(cè)軸承以及不平衡的質(zhì)量，如圖所示。
那么如何進(jìn)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(zhuǎn)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(zhì)量點(diǎn)來計算。
第二種為三維實(shí)體方法，建立完整的三維模型，模型是軸對稱模型，所以默認(rèn)的模型是完全的不偏心的，所以需要添加偏心的質(zhì)量點(diǎn)。
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(jié)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(tài)分析來進(jìn)行的。
1.模型的建立
首先要將三維模型進(jìn)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(tài)分析模塊，設(shè)置對稱選項(xiàng)，如下圖所示。默認(rèn)的模型不會出現(xiàn)對稱的設(shè)置，需要選中model狀態(tài)下插入對稱、接觸、遠(yuǎn)端點(diǎn)等選項(xiàng).
設(shè)置好之后在對稱目錄下插入General Axisymmetric，該方法是ANSYS獨(dú)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(xiàng)如下圖所示，設(shè)置坐標(biāo)和對稱軸及平面數(shù)量。
展開 軸承仿真過程中的運(yùn)行狀態(tài)及一些參數(shù)對軸承狀態(tài)的影響 ￥16
找了相關(guān)的文獻(xiàn)，對軸承仿真過程中的運(yùn)行狀態(tài)及一些參數(shù)對軸承狀態(tài)的影響作了總結(jié)
設(shè)計仿真 | 海克斯康滾動軸承高級仿真分析培訓(xùn)
海克斯康工業(yè)軟件
培訓(xùn)
目的
本次培訓(xùn)旨在幫助軸承相關(guān)技術(shù)人員更好地了解和掌握軸承仿真分析技術(shù)，內(nèi)容將涵蓋業(yè)界用戶最常見、最迫切的技術(shù)需求，確保軸承開發(fā)各個環(huán)節(jié)均有嚴(yán)密的仿真分析驗(yàn)證產(chǎn)品的各項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)，提升產(chǎn)品開發(fā)效率及魯棒性。培訓(xùn)將主要從以下幾個方面詳細(xì)講解軸承設(shè)計開發(fā)過程中的一些必要的仿真分析方法及工程案例（詳細(xì)議程請見文末）。
?軸承仿真分析的基礎(chǔ)知識、基本原理、應(yīng)用領(lǐng)域和工具軟件等；
?在Romax Spin軟件中建立系統(tǒng)級傳動模型，在完整的系統(tǒng)中求解各軸承在運(yùn)行工況下的載荷、錯位及變形結(jié)果，并基于系統(tǒng)變形依據(jù)ISO標(biāo)準(zhǔn)精確計算軸承的運(yùn)行壽命；
?使用高級非線性軟件Marc進(jìn)行軸承套圈的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析，考慮密封開槽、過盈配合等因素對套圈強(qiáng)度的影響；
?使用高級多體動力學(xué)軟件Adams進(jìn)行軸承的運(yùn)動學(xué)仿真，分析保持架的質(zhì)心軌跡，以及保持架的變形和應(yīng)力等結(jié)果。
展開 分享：COSMOS機(jī)械仿真設(shè)計軸承運(yùn)轉(zhuǎn)仿真
分享：COSMOS機(jī)械仿真設(shè)計軸承運(yùn)轉(zhuǎn)仿真，共14個包
希望大家?guī)兔斠幌拢?COSMOS機(jī)械仿真設(shè)計軸承運(yùn)轉(zhuǎn)仿真.rar.part01.rar
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展開 設(shè)計仿真 | 軸承座創(chuàng)成式設(shè)計到增材制造工藝仿真應(yīng)用
海克斯康的金屬增材制造工藝仿真解決方案Simufact Additive更是在國內(nèi)外增材制造加工領(lǐng)域享有很高的知名度，作為為全球客戶服務(wù)的增材制造的仿真解決方案，Simufact Additive可對粉床熔融、粘結(jié)劑噴射、機(jī)加等增材制造工藝進(jìn)行仿真分析。Simufact Additive軟件主要工作內(nèi)容是在3D金屬打印前，通過對打印過程、掃描策略、工藝參數(shù)、基板螺釘卸載、線割、熱處理、HIP、支撐移除等過程仿真，預(yù)測打印變形、打印開裂、收縮線、卡刮刀等制造缺陷，軟件具有支撐優(yōu)化、變形補(bǔ)償自動迭代優(yōu)化功能，幫助用戶優(yōu)化打印變形，做打印可行性分析、成本評估等，通過多種仿真分析方法，幫助客戶快速對比不同的打印方案，實(shí)現(xiàn)一次打印成功，降低試錯次數(shù)，從而節(jié)省成本。與MSC Apex Generative Design搭配使用，可謂是一套完整的、智能的3D打印設(shè)計和工藝仿真的解決方案。
02
軸承座應(yīng)用案例
海克斯康與GreenTeam及RENISHAW合作大學(xué)生方程式賽車的軸承座項(xiàng)目。鑒于比賽中賽車要使用的軸承座需符合輕質(zhì)、高強(qiáng)度的要求，海克斯康采用MSC Apex Generative Design軟件，根據(jù)軸承座的受力特點(diǎn)等信息，只需在軟件中簡單輸入復(fù)雜度、安全系數(shù)、邊界條件等內(nèi)容，軟件可以自動完成迭代，快速設(shè)計出多款結(jié)構(gòu)方案。
多組方案對比
優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)方案可以直接導(dǎo)入到增材制造仿真軟件，在Simufact Additive中，對多個方案進(jìn)行定位設(shè)計、支撐優(yōu)化、打印可行性、成本預(yù)估等的分析后，最終選擇出理想的目標(biāo)模型。
定位設(shè)計與支撐方案對比
通過對比不同的擺放位置，可以確定除了結(jié)構(gòu)本身在這個角度成形的可行性外，支撐方案也會決定著打印結(jié)果的質(zhì)量。
展開 設(shè)計仿真 | Simufact軟件助力羅特艾德圓錐彎矩軸承環(huán)軋工藝仿真
鼻環(huán)外圈環(huán)軋仿真過程
該外圈的軋輥設(shè)計過程伊始，工程師們雖然知曉這種異形軋制方式的材料利用率高于普通矩形軋制，但經(jīng)過Simufact Forming仿真發(fā)現(xiàn)，若異形輥?zhàn)咏孛嫘蚊苍O(shè)計不合理，軋出的零部件成形比會在下方的滾道位置下降，這雖然能夠制備出外形尺寸達(dá)標(biāo)的零部件，但下滾道位置較低的成形比將不利于軸承件的壽命。
為了能夠使?jié)L道關(guān)鍵位置的成形比更高，使生產(chǎn)制備的軸承更加耐用，羅特艾德公司的工程師們對軋輥的截面形貌進(jìn)行了設(shè)計改進(jìn)，并繼續(xù)基于Simufact Forming對不同的截面輪廓設(shè)計進(jìn)行仿真驗(yàn)證。最終，工程師們借助Simufact找尋到了最優(yōu)解，關(guān)鍵位置的成形比有明顯增加，為后續(xù)齒輪的耐久提供了強(qiáng)有力的理論支撐。
展開 設(shè)計仿真 | 海克斯康與河南科技大學(xué)共建高端軸承聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)室
在11月1日至3日期間召開的第十二屆中國軸承論壇恰逢河南科技大學(xué)軸承專業(yè)辦學(xué)50周年。海克斯康工業(yè)軟件與河南科技大學(xué)軸承專業(yè)就軸承仿真簽下合作協(xié)議，雙方共同落地建設(shè)高端軸承聯(lián)合仿真實(shí)驗(yàn)室。
河南科技大學(xué)軸承專業(yè)1974年開辦，被譽(yù)為“中國軸承行業(yè)的高層次人才培養(yǎng)基地”和“中國軸承行業(yè)的黃埔軍校”，在全國范圍內(nèi)擁有超過80%的中高級軸承骨干人才，被公認(rèn)為亞洲軸承專業(yè)的第一院校。
海克斯康與河南科技大學(xué)軸承專業(yè)的合作將促進(jìn)雙方資源共享和優(yōu)勢互補(bǔ)，形成產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的創(chuàng)新體系。聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室將為學(xué)生提供更多實(shí)踐機(jī)會，讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握先進(jìn)的仿真技術(shù)和設(shè)計理念，培養(yǎng)更多具備創(chuàng)新能力和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高端技術(shù)人才。
在第十二屆軸承論壇期間，海克斯康進(jìn)行了軸承設(shè)計仿真主題演講與方案展示。
展開 滾動軸承仿真
滾動軸承靜力學(xué)，動力學(xué)仿真，接觸問題好難調(diào)試啊，有沒有一起交流的伙子，交流下調(diào)試心得（本人用Abaqus，有NUAA的小伙伴最好啦）！??
無軸承電機(jī)算法仿真
轉(zhuǎn)速在0.1秒時初始化為1500rpm，負(fù)載在0.05秒時初始化為0.32Nm。轉(zhuǎn)子初始位置為[-1mm，0mm]，最終控制目標(biāo)為[10微米，10微米]。
黃色線為無懸浮，粉紅色為有懸浮，可見由于懸浮時有偏心的存在，有懸浮轉(zhuǎn)速響應(yīng)滯后無懸浮轉(zhuǎn)速響應(yīng)，但穩(wěn)定時有懸浮和無懸浮都達(dá)到1500rpm的設(shè)置。
黃色線為無懸浮，藍(lán)色為有懸浮，可見由于懸浮時有偏心的存在，有懸浮轉(zhuǎn)矩響應(yīng)滯后無懸浮轉(zhuǎn)矩響應(yīng)，但穩(wěn)定時有懸浮和無懸浮轉(zhuǎn)矩都穩(wěn)定在約為2.85Nm。
穩(wěn)定懸浮后，轉(zhuǎn)子偏心控制在10微米以內(nèi)，完全達(dá)到懸浮的精確控制預(yù)期目標(biāo)。
歡迎大家加入交流。本人微信ww_hailang。
基于AMESim的汽車斜齒輪對接觸載荷軸承損失仿真分析
摘 要：為實(shí)現(xiàn)仿真模擬測量汽車斜齒輪接觸處的軸向和徑向載荷，并將其投影到軸承上，計算軸承損失中的載荷貢獻(xiàn)，以降低真實(shí)物理實(shí)驗(yàn)成本，提高設(shè)計質(zhì)量，論文進(jìn)行了基于AMESim的汽車斜齒輪對接觸載荷軸承損失仿真研究。建立了汽車斜齒輪對仿真模型和基于徑向載荷、軸向載荷和潤滑油引起的軸承損失數(shù)學(xué)模型，并給出其各自計算公式；建立了用于計算摩擦力矩的新斯凱孚（SKF）模型，更精確地計算滾動軸承中產(chǎn)生的摩擦力矩；采用比例-積分-微分（PID）速度控制方法，在AMESim中進(jìn)行了仿真試驗(yàn)。仿真結(jié)果表明，模型很好地實(shí)現(xiàn)了汽車斜齒輪對接觸載荷軸承損失仿真，為軸承的徑向載荷和軸向載荷仿真測量與分析及軸承選型設(shè)計提供了參考。
關(guān)鍵詞：AMESim;汽車斜齒輪;軸承載荷;計算機(jī)仿真;
斜齒輪是汽車變速箱的重要零件，為汽車提供旋轉(zhuǎn)、變速、扭矩等驅(qū)動能量[1,2,3,4]。軸承損失即軸承的功率損失，其損失主要與機(jī)油特性、負(fù)載力、材料變形和軸承設(shè)計密切相關(guān)。斜齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)往往需伴隨軸承承載與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，目前針對軸承零件的設(shè)計主要依據(jù)理論計算或通過物理實(shí)驗(yàn)的方法來評估軸承的性能、壽命、磨損等情況，這導(dǎo)致在設(shè)計端消耗大量的人力、物力成本。為此，國內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了大量軸承設(shè)計與制造方面的研究[5,6,7,8]。程立等[9]提出了一種用于滾動軸承退化特征提取的類Sigmoid函數(shù)的改進(jìn)模糊熵模型，并提出了一種基于灰關(guān)系的滾動軸承性能退化評估方法，以建立滾動軸承退化特征與可靠性之間的關(guān)系，通過物理實(shí)驗(yàn)表明改進(jìn)模糊熵模型可有效提取滾動軸承性能退化特征，且可信度到95%以上，為軸承性能評估建模與損失分析提供了參考。MA等[10]論述了四接觸點(diǎn)球軸承是一種特殊的雙半內(nèi)圈結(jié)構(gòu)，在使用中具有動態(tài)多點(diǎn)接觸特性，導(dǎo)致軸承摩擦、發(fā)熱和磨損率不同。
展開 simufact軸承仿真
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這個應(yīng)該很常見了，很多軟件都可以做出來，沒有太大的有點(diǎn)，就不做點(diǎn)評了！
使用仿真分析軸承不對中引起的機(jī)械振動
如下圖所示，存在軸承未對中的情況下，主動齒輪的軸向位移頻譜清楚地表明同步響應(yīng)在頻譜中占主導(dǎo)地位。
未對中軸承主動齒輪軸向位移的頻譜。
轉(zhuǎn)動軸上的軸承反作用力矩對軸承的不對中非常敏感。下圖是對中和未對中情況下軸承的軸承力矩。
轉(zhuǎn)動軸上對中(上)和未對中(下)軸承的力矩。
對于對中的軸承，在被從動軸加載后，由于軸的彎曲振動，其力矩會發(fā)生波動，振幅會減小。最終，由于驅(qū)動速度的波動，軸承力矩跟隨彎曲振動。對于未對中的情況，從動軸加載過程中引起的彎曲振動持續(xù)時間較長。由于齒輪嚙合力，對中和未對中情況下的反作用力矩大致在與軸彎曲相反的方向上。然而，在未對中的情況下，反作用力矩會持續(xù)以高振幅波動，從而在整個操作過程中保持軸承動態(tài)加載。
在安裝過程中，軸承可以有意地保持不對中，這個不對中量等于由于齒輪嚙合力引起的軸的傾斜，以便在運(yùn)行期間使它們保持對中。這將有助于減少軸承中的力矩反應(yīng)并延長其使用壽命。
從上述系統(tǒng)的響應(yīng)可以清楚地看出，未對中會在系統(tǒng)中產(chǎn)生持續(xù)的振動，導(dǎo)致組件疲勞，從而縮短它們的壽命。此外，這些振動會因動態(tài)負(fù)載而導(dǎo)致軸承的內(nèi)圈和外圈磨損，從而導(dǎo)致軸承在正常運(yùn)行壽命之前就失效。仿真有助于評估旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的振動水平，從而預(yù)測這些部件的壽命。可以使用仿真來評估設(shè)計更改，以便在原型制作之前提出最佳設(shè)計，從而降低設(shè)計和測試的總體成本。
拓展閱讀
閱讀下列文章，了解有關(guān)軸承仿真的更多信息：
如何在 COMSOL Multiphysics? 中模擬滾子軸承
評估軸承不對中對轉(zhuǎn)子振動的影響
使用轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析比較流體動力軸承
文章來源：comsol
展開 滾珠軸承ADAMS仿真視頻
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建模思路：
（1）在軸承中心分別建立軸承內(nèi)圈與地面、軸承外圈與地面的旋轉(zhuǎn)約束副；
（2）對滾珠施加點(diǎn)驅(qū)動，實(shí)現(xiàn)滾珠的滑動和滾動。
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加接觸以后的滾珠軸承ADAMS仿真cmd文件見附件
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