ANSYS摩擦計算的案例
滾動軸承摩擦轉矩的計算
滾動軸承摩擦轉矩的計算
滾動軸承內部是通過滾動體在滾道內的滾動實現減小摩擦保證機械設備良好、穩定，精確運轉的零件。滾動軸承運轉的時候也會存在一定的摩擦，這些摩擦所產生的能量最終以熱量的方式散發出去，是軸承自身發熱的來源。因此，在計算軸承溫度的時候，除了考慮外界熱源的熱量傳遞，也要考慮軸承自身轉動的發熱。本文對滾動軸承摩擦轉矩的計算做一個介紹，給出簡化算法。在軸承摩擦轉矩計算完成之后，就可以計算軸承運轉過程中的熱量，從而得到軸承的計算溫度。
滾動軸承最基本的組成部分包括軸承外圈、軸承內圈、軸承滾動體和保持架。滾動軸承的滾動是在滾動體和滾道接觸表面發生的，這個滾動摩擦是滾動軸承區別于滑動軸承的最重要因素。
滾動軸承在運轉的時候，由于內部各個零部件存在相對的運動和摩擦，因此也有一定的摩擦轉矩。事實上，滾動軸承內部的摩擦不僅僅是上述的滾動體和滾道之間的滾動摩擦，還有其他的組成部分。這些組成部分共同構成滾動軸承的摩擦學模型。相對準確的滾動軸承摩擦計算就是基于這個滾動軸承摩擦學模型進行的。
關于滾動軸承的摩擦，在2003年瑞典軸承公司SKF提出了摩擦學模型，并發布在自己的軸承型錄之中。
在這個滾動軸承摩擦模型總體是這樣的：
M=Mrr+Msl+Mdrag+Mseal
在上述的模型中：
M ：滾動軸承的總摩擦轉矩。
Mrr：滾動軸承在運轉時候的滾動摩擦部分。主要是指滾動體和滾道之間的滾動摩擦。
展開 Tribo-X潤滑摩擦分析案例-滑動軸承計算
Tribo-X計算軟件考慮摩擦學問題中的多種影響因素，解決傳統CAE計算困難，計算速度慢的問題，精確考慮各種特性對摩擦學結構的影響，包括混合摩擦、湍流效應、微觀粗糙表面、氣穴等。
Tribo-X可以計算潤滑系統的應變、摩擦和溫度等；是一個“數字放大鏡”，查看摩擦接觸的內部，更好的理解整個接觸過程。Tribo-X專門的后處理軟件生成2D和3D圖表，并輸出用戶所需的數據、圖片或視頻。本文以一個典型滑動軸承為例，使用Tribo-X求解器進行分析計算。該軸承使用注油孔注入潤滑油。
前處理設置
計算所使用的幾何參數和載荷參數如表1所示，表面參數及溫度參數如表2所示。Tribo-X的前處理輸入不同于常用的仿真軟件，是采用輸入文件的方式。在輸入文件的模板中，根據提示填寫參數。
表1 軸承參數
如圖所示。需要設置軸承的固定支撐面，輸入材料的楊氏模量和泊松比，用于評估軸承的彈性變形行為；輸入材料的熱傳導系數和比熱容，用于計算潤滑間隙溫度和固體表面溫度。輸入以上參數，建立有限元模型，提取柔度矩陣。
圖 滑動軸承的有限元模型
考慮摩擦學中的微觀流體動力學和出現的固體接觸和液體接觸同時存在的情況，需要定義表面粗糙度進行計算。本案例中使用解析法定義表面粗糙度，所需輸入的材料參數如下：
表2 軸承表面參數及溫度參數
計算結果展示
考慮熱彈流體動力學更能真實的反應軸承的運動特性。Tribo-X的結算結果中，可以使用3D圖表的方式，觀察分析軸承的各個場變量分布，可以通過極圖的方式更加直觀的得到計算結果。
展開 ABAQUS慣性摩擦焊模擬計算時間太久了
ABAQUS慣性摩擦焊模擬計算時間太久了，有什么方法能解決呢
（轉一原創）編寫的摩擦樁樁長計算表格
作者看到網上的摩擦樁樁長計算表格有好幾種，但是總覺得有的地方寫的過于細致，別人很難領會甚至感覺沒必要；有的過于簡單，考慮的因素還不夠全面。
所以就另寫了一個樁長計算的表格，希望大家可以互相學習并且發表各自的觀點
摩擦樁樁長的計算.rar
Tribo-X|專用于軸承、齒輪等摩擦潤滑系統的摩檫學計算軟件
摩擦學問題中各種因素往往錯綜復雜，涉及多門學科，例如，流體力學、固體力學、流變學、熱物理、應用數學等等。由于摩擦學現象發生在表面層，影響因素頗多，這就使得理論分析和實驗研究都較為困難，經典三維CFD或者有限元計算難度很大。
Tribo-X應用場景
摩擦學是有關摩擦、磨損與潤滑科學的總稱，是在研究摩擦和磨損過程中兩個相對運動表面之間的相互作用。由于摩擦引起能量的轉換、磨損則導致表面損壞和材料損耗，因而潤滑是降低摩擦和減少磨損的最有效措施。
常用摩擦潤滑系統
對于典型機械零件的潤滑設計，如滾動軸承、齒輪、凸輪結構、滑動軸承、止推軸承、活塞/氣缸等，Tribo-X計算軟件考慮摩擦學問題中的多種影響因素，能有效解決傳統CAE方法計算困難、計算速度慢的問題，精確考慮各種特性對摩擦學結構的影響，包括混合摩擦、湍流效應、微觀粗糙表面、氣穴等。Tribo-X可以計算潤滑系統的應變、摩擦和溫度等；是一個“數字放大鏡”，查看摩擦接觸的內部，更好的理解整個接觸過程。
Tribo-X完成典型問題的計算通常只需要幾分鐘。能夠充分考慮以下因素：
1、流體動壓
各種流體潤滑問題都涉及在狹小間隙中的流體黏性流動，描寫這種物理現象的基本方程為雷諾方程。各種流體的潤滑計算是基于對雷諾方程的應用和求解。Tribo-X求解器基于雷諾方程，進行對摩擦潤滑系統的計算。相比于經典三維CFD所使用的Navier-Stokes方程，計算速度快，計算時間大幅降低，并且計算結果基本一致。
展開 ANSYS workbench摩擦盤熱結構耦合動力學 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習摩擦盤的三維模型處理
2、學習摩擦盤熱結構耦合接觸相關的接觸設置
3、學習熱結構耦合動力學分析步的建立
4、學習摩擦盤熱結構耦合接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 摩擦盤熱結構耦合動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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ANSYS摩擦磨損仿真 ￥49
磨損量統計
ANSYS接觸摩擦熱分析
ANSYS接觸摩擦熱分析
例子來源于ANSYS幫助文檔。
分析兩接觸面的摩擦熱，模型如圖1所示。上面的摩擦面一直滑動，與下接觸面摩擦產生熱。分析時采用直接耦合的方法，采用plane13單元，屬于2D耦合場單元，接觸面的目標面采用TARGET169，接觸面采用CONTA171。分析時采用瞬態分析步完成。
圖1
材料、幾何尺寸與載荷約束如圖2所示。
圖2
建模時創建兩個blocks，上面的稱為sliding block，sliding block的下表明為CONTACT AREA，下面的為fixed block，fixed block的上表面為TARGET AREA。
第一個載荷步，sliding block在10MPa的壓力作用下沿著fixed block的上表面滑動3.75mm的距離?；瑒舆^程中產生熱源，并且被兩個block吸收。
定義block單元
ET,1,PLANE13,4 !后面的4表示KOP1系數為4，代表自由度為UX, UY, TEMP
其他過程為定義材料屬性和建模以及定義接觸屬性。
展開 ?ANSYS、Ls-dyna小球摩擦考慮溫度劣化熱力耦合 ￥50
ANSYS中可采用熱力耦合算法來綜合考慮溫度及荷載對材料的損失演化規律。對于顯式動力分析中，可通過CONTROL_THERMAL_NONLINEAR、CONTROL_THERMAL_SOLVER、CONTROL_THERMAL_TIMESTEP來調用熱分析步，同時在材料中需要額外定義考慮溫度劣化的材料本構。
基于此，建立了小球摩擦生熱案例，在該模型中考慮了溫度劣化及材料摩擦痕跡，隨著循環摩擦次數的增加，溫度總體呈現出上升趨勢。
ANSYS workbench 摩擦磨損案例 ￥5
ANSYS workbench 摩擦磨損案例
基于ANSYS WORKBENCH的摩擦生熱分析
本篇文章說明，如何在WORBENCH中通過改變單元的形式來做摩擦生熱的耦合分析。
【問題描述】
在一個定塊上，有一個滑塊。在滑塊頂頂面上施加一垂直于表面指向定塊的10MPa的分布力系。現在滑塊在定塊表面上滑行3.75mm，要求摩擦而產生的熱量，并計算滑塊和定塊內部的溫度分布和應力分布。
定塊的尺寸：寬5mm，高1.25mm，厚1mm
滑塊的尺寸：寬1.25mm，高1.5mm，厚1mm
材料：彈性模量：7e10Pa;泊松比：0.3；密度：2700kg/m(3);熱膨脹系數：23.86e-6/k；摩擦系數：0.2；熱導率：150W/(M K)；比熱：900J/(kg K）
(注)該問題來自于許京荊的《ANSYS13.0 WORKBNCH數值模擬技術》,中國水利水電出版社，2012，P381.
【問題分析】
關鍵技術分析：
此問題屬于摩擦生熱，不能夠使用載荷傳遞法，而只能使用直接耦合法。這就是說，只能用一個耦合單元來計算摩擦生熱問題。
解決該問題的基本思路如下:
(1) 使用瞬態結構動力學分析系統
（2）在該系統中更改單元為PLANE223,它是一個耦合單元，可以完成多種耦合分析，這里使用其結構-熱分析功能。
（3）定義兩個載荷步，第一步將動塊移動到指定位置，第二步保持最終位置，以獲得平衡解。
（4）在求解設置中，關閉結構分析的慣性部分，而只做靜力學結構分析，但是對于熱分析仍舊做瞬態熱分析。
（5）由于使用了瞬態動力學分析，結果中默認是沒有溫度可以直接從界面中得到的。需要自定義結果，提取溫度。
（6）此問題要多處使用插入命令的方式，從而可以在WORKBENCH中使用APDL的功能。
展開 
AnsysWB-FSW(攪拌摩擦焊熱應力仿真) ￥10
攪拌摩擦焊（FSW）是一種固態焊接技術，用于金屬的連接，無需填充材料。一個圓柱形旋轉工具插入牢固夾緊的工件中，并沿著待焊縫移動。隨著工具沿焊縫移動，工具肩部與工件之間的摩擦產生熱量。工件材料的塑性變形也會產生額外的熱量。產生的熱量使工件材料熱軟化。工具的移動使軟化的工件材料從前部流向工具后部并在此處凝固。隨著冷卻，兩塊板之間形成一個連續的固體焊縫。整個過程中不會發生熔化，產生的溫度始終低于所連接金屬的固相線溫度。攪拌摩擦焊相較于傳統焊接技術具有諸多優勢，并已在航空航天、汽車和造船等行業成功應用。
在攪拌摩擦焊過程中，熱行為和機械行為是相互依存的。由于溫度場會影響應力分布，因此本示例采用了一個完全熱機械耦合模型。該模型由具有結構和熱自由度的耦合場實體單元組成。模型包含兩塊矩形鋼板和一個圓柱形工具。在模型上施加了所有必要的機械和熱邊界條件。模擬分三個載荷步進行，分別代表過程中的壓入、停留和移動階段。
計算得出的摩擦熱生成量和塑性熱生成量表明，工具肩部與工件之間的摩擦是產生大部分熱量的原因。在板片的接觸界面處規定了一個粘結溫度，以此來模擬工具后面的焊接過程。當接觸表面的溫度超過這個粘結溫度時，接觸狀態就會轉變為粘結狀態
展開 AnsysWB摩擦效應-木樁堆疊的模擬 ￥10
本案例在展示摩擦力的影響。對木料堆在重力載荷下的運動進行了建模。首先進行了木料之間無摩擦接觸的模擬，然后通過改變接觸為有摩擦的方式重復模擬。增加足夠大的摩擦力有助于木料堆保持整體性。模擬采用顯式動力學分析，并假設木料為剛性體，因為它們的應變不是本次模擬關注的重點.
ansys中定義面面之間的無摩擦接觸
定義中間實體，兩邊夾著實體 兩個面的無摩擦接觸，面面之間可以又可以分離，不知道怎么定義接觸好？
是否可以直接定義摩擦系數為0呢。
求救?。。。。。。。。。。。?！1
巧用單元提高Abaqus計算效率：帶扭曲的軸對稱單元-橡膠阻尼器內摩擦生熱分析 ￥49.99
后處理定義回轉角度和網格堆疊
在周期性扭轉過程中，由于橡膠材料的黏彈性內摩擦耗散，導致阻尼器溫度逐漸升高，計算結果表明，30分鐘內阻尼器從開始時的室溫22℃升高到40℃。
阻尼器的升溫曲線
注：本案例的動圖為跳幀模式，直觀上不反映阻尼器真實的扭轉頻率。
當然，除了Twist，還有Bend模式可以使用，恰當地使用這種類型的單元進行三維模型縮減建模，計算效率真的不知比三維實體單元高到哪里去了。
Neo Hooke超彈性參數，時域黏彈性Prony參數與非彈性變形能耗散比詳見inp文件的材料property定義。
