ansys 軸承簡化的案例
Ansys Mechanical | SKF開發自動化應用程序大幅簡化軸承仿真分析
本文原刊登于Ansys Blog：《Bearing Calculations No Longer a Lot to Bear with Easy-to-Use Automation Tool》
眾所周知，螺母和螺栓在一起能夠用于緊固部件，但讓部件保持運動的大功臣則是軸承。在機械工程中，軸承是幫助平衡運動和減少運動部件之間產生摩擦的機器元件。例如，軸承可以控制部件的線性運動或繞軸旋轉，還可以通過控制影響部件的矢量來防止運動。
如此纖小的元件竟有如此強大的功能，因此軸承計算無疑是機械設計中最具挑戰性的領域之一：精度至關重要。為了實現整體設計的成功，必須對軸承進行精確建模。但要獲得各種各樣的軸承特性和幾何細節，對于工程師和設計人員來說并不容易。
作為全球領先的軸承制造商，SKF利用SKF Bearing開發了一款解決方案，這是一個免費的應用編程接口（API），通過提供對10,000多種軸承型號的準確剛度數據的訪問，能夠簡化軸承選擇、分析和仿真的繁瑣過程。
SKF Bearing為嵌入到Ansys Mechanical中使用而設計，可在結構有限元分析（FEA）期間使軸承選擇過程變得簡單和自動化，因此無論初學者還是專家，所有用戶都能輕松進行仿真。
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。
展開 Ansys Mechanical | SKF開發自動化應用程序大幅簡化軸承仿真分析
本文原刊登于Ansys Blog：《Bearing Calculations No Longer a Lot to Bear with Easy-to-Use Automation Tool》
作者：David Bourbonnais | Ansys戰略客戶經理
編輯整理：郭臻 | Ansys結構產品技術經理
眾所周知，螺母和螺栓在一起能夠用于緊固部件，但讓部件保持運動的大功臣則是軸承。在機械工程中，軸承是幫助平衡運動和減少運動部件之間產生摩擦的機器元件。例如，軸承可以控制部件的線性運動或繞軸旋轉，還可以通過控制影響部件的矢量來防止運動。
如此纖小的元件竟有如此強大的功能，因此軸承計算無疑是機械設計中最具挑戰性的領域之一：精度至關重要。為了實現整體設計的成功，必須對軸承進行精確建模。但要獲得各種各樣的軸承特性和幾何細節，對于工程師和設計人員來說并不容易。
作為全球領先的軸承制造商，SKF利用SKF Bearing開發了一款解決方案，這是一個免費的應用編程接口（API），通過提供對10,000多種軸承型號的準確剛度數據的訪問，能夠簡化軸承選擇、分析和仿真的繁瑣過程。
SKF Bearing為嵌入到Ansys Mechanical中使用而設計，可在結構有限元分析（FEA）期間使軸承選擇過程變得簡單和自動化，因此無論初學者還是專家，所有用戶都能輕松進行仿真。
展開 ANSYS Workbench模型對稱簡化計算及節點結果導出方法
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實例介紹
如果模型本身結構是對稱的，同時它的約束與外載也是對稱分布的，那么我們可以對模型進行對稱簡化，一方面可以提升計算效率，另一方面也方便我們進行邊界條件的加載。在本實例中，一個圓柱形的薄壁筒體在圓筒長度的中間處受到力F的擠壓，如圖1所示需要計算力F作用點在徑向的位移。薄壁圓筒的兩端是自由邊，由于模型結構、約束與外載都是對稱的，所以可以將模型簡化為一個八分之一的殼單元模型。
Ansys推出開發者一站式中心，進一步簡化開發流程
Ansys開發者門戶網站通過全新平臺提供面向Ansys仿真技術的支持、文檔和協作，以提升開發者體驗（DX）
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主要亮點
Ansys開發者門戶網站是專屬的一體化平臺，通過將Ansys業界領先產品組合的技術文檔、專家互動和開發人員工具匯聚在一起，實現開發者體驗的提升
Ansys創建的一站式中心旨在簡化工具訪問，以幫助工程師、開發人員和架構師創建綜合全面的多物理場解決方案并實現先進的仿真工作流程
為推動實現仿真普及化的承諾，Ansys宣布推出Ansys開發者門戶網站，以幫助開發人員更方便地獲得工具——該數字空間將更好地賦能Ansys生態系統，并將用戶和各領域的Ansys仿真專家緊密相連。
Ansys開發者門戶網站將整個Ansys產品組合的開發人員工具匯聚到統一的中心，并且還提供相關文檔、示例、指南和使用案例。該門戶網站使用戶能夠在整個Ansys產品組合中擴展仿真工作流程，以提高工作效率。此外，門戶網站還包括社區論壇，讓客戶、合作伙伴和內部開發人員能夠在此開展協作、分享創意觀點、咨詢問題和提出功能建議，同時能夠直接訪問PyAnsys項目的Python庫等開源計劃。
Ansys致力于為客戶提供加速創新和實現目標所需的工具。通過簡化獲取豐富資源的方式以及提升可用性，Ansys幫助工程師、架構師和開發人員能夠更好地設計新方案，以實現物理和工程領域中重復、復雜仿真和工作流程的自動化。通過門戶網站促進對這些資源的訪問，將顯著減少完成任務所需的時間，并最大限度地減少出錯的可能性。
展開 
仿真應用 | ANSYS Icepak 散熱仿真系列-CAD模型的識別與簡化
ANSYS Icepak 作為一款專門用于電子產品散熱分析的仿真軟件，集幾何建模、網格生成、求解和后處理于一體。在封裝、組件、板和系統級的熱分析領域獲得日益廣泛的關注。
ANSYS Icepak 的幾何建模包括自建模型和模型導入兩種方式，其中模型導入更為常用，即將CAD模型進行轉化處理后導入 ANSYS Icepak 軟件。本文主要介紹以 ANSYS SCDM 為基礎的 ANSYS Icepak 模型導入及其處理方式，
包括模型識別與模型轉化。
模型識別是指將 CAD 模型轉為 ANSYS Icepak 認可的三維模型，并進行適當的幾何處理，刪除產品上不影響散熱或發熱的零件整體或細節特征，以及一些不必要的圓角設計，可通過ANSYS SCDM 中 Workbench 選項卡內的 Identify Objects（識別對象）進行操作。
模型簡化是指將無法直接識別或需簡化處理的 CAD 模型進行操作，使它們能夠與ANSYS Icepak 對象幾何相容。ANSYS SCDM 中的 IcePak Simplify（仿真簡化）工具用于簡化主體，其中簡化類型分別為0級、1級、2級、3級。
展開 Physical Optics公司與Ansys助力美國軍用飛機簡化航空電子研發
基于模型的突破性解決方案將航空電子軟件的研發時間縮短50%以上
Physical Optics公司（POC）正在使用Ansys仿真軟件解決方案為美國軍用飛機研發航空電子設備。面向ARINC 661標準應用的Ansys SCADE解決方案將幫助POC縮短研發時間并加速認證，從而大幅降低集成新功能所需的成本，并加快產品投放市場的速度。
美國國防部的舊飛機配備了日益老化的航空電子設備和控制系統，這需要花費高昂的成本來升級或增加新功能。現代航空電子軟件既要符合復雜的要求、又要日趨先進精巧，因此滿足安全關鍵的標準并降低成本是當前研發工作的主要挑戰。高效的基于模型的軟件研發以及合格的代碼生成功能可提供一種更簡化的方法來降低軟件成本、縮短研發時間，同時有效地管理高度復雜的設計。
POC任務系統副總裁Omar Facory表示：“我們選擇了面向ARINC 661標準的Ansys SCADE，希望能幫助我們大幅簡化基于模型的軟件研發，并降低認證風險。Ansys SCADE 661是推進互操作性和可重用性的重要工具，能幫助我們的團隊輕松升級軍用飛機的新功能而不影響其使用。”
面向ARINC 661標準的Ansys SCADE可提供卓越的基于模型的軟件研發和自動認證的代碼生成功能，能快速創建和認證航空電子軟件。在符合ARINC 661、DO-178C和FACE技術標準的同時，可大幅縮短研發時間。Ansys SCADE 661不僅可以推動不同飛機平臺的可重用性，還能加速新功能的集成，并大幅減少針對具體平臺設計的依賴。
展開 ANSYS-球軸承-接觸力學
一、前言
本案例使用ANSYS建立軸與軸承的過盈裝配模型，對軸與軸承的過盈裝配接觸問題進行有限元分析，得出內圈與軸過盈配合時應力的分布情況和內圈與滾子之間接觸應力的分布情況,以校驗軸承設計參數是否合理，并得到合適的裝配力。滾動軸承是一種通用性很強、標準化的機械基礎零件,它是影響旋轉機械動力學特性的重要因素。由于滾動軸承使用維護方便，工作可靠，起動性能好，在中等速度下承載能力較高，廣泛應用于各種場合。滾動軸承通常由內圈、外圈、滾動體組成。內圈緊套在軸頸上并與軸一起旋轉，外圈裝在軸承座孔中。在內圈的外周和外圈的內周上均制有滾道。當內外圈相對轉動時，滾動體即在內外圈的滾道上滾動，它們由保持架隔開，避免相互摩擦。滾動軸承是靠滾動體的轉動來支撐轉動軸的，因而接觸部位是一個點，滾動體越多，接觸點就越多；滾動軸承是各類機械傳動系統中最重要的部件之一,也是較易損壞的部件。實踐表明,大量機械設備中傳動系統的失效在很大比例上是由于滾動軸承受力變化引起的；在滾動軸承的設計與應用分析中,經常會遇到軸承的承載能力、預期壽命、變形與剛度等問題,這些問題都與軸承的受力和應力分布狀態密切相關。研究表明,軸承的壽命約與應力的7~9次方成反比，,因此對滾動軸承的內外圈和滾動體進行應力分析具有十分重要的意義。本文采用ANSYS有限元分析軟件建立滾動軸承的有限元模型并加載求解,進行應力場分析,得出應力場分布。滾動軸承是標準機械零件,同一系列的軸承結構形式完全一樣,其主要參數固定,只是內部設計參數不同,因此采用參數化設計即可實現同一系列軸承的建模。
基于軸承力學分析的理論和原則，簡單介紹了模型與單體接觸的hertz理論，并以滾動軸承為例，詳細分析了軸承的接觸應力、變形、載荷分布情況。一步步建立了有限元模型，采用接觸問題的拉格朗日乘子法，得到了比較直觀的接觸變形以及應力分析圖。
展開 ANSYS復合材料施加軸承載荷
我用acp模塊創建的復材實體模型，在瞬態分析模塊里想施加軸承載荷，但是點選作用面后不能添加
基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具（一）
本文主要針對Tribo-X inside ANSYS的功能及各方向應用實例進行介紹，限于篇幅關系會分五篇進行介紹，第一篇主要結合軟件的需求、理論、功能及應用方向進行介紹，第二篇至第五篇將結合具體應用方向的示例進行介紹。本篇為第一篇。
一、滑動軸承計算應用場景
滑動軸承大量用于旋轉機械結構，系統力學行為與滑動軸承的特性參數密切相關，有必要對滑動軸承進行計算以獲取軸承參數，研究軸承受力狀態，如油膜壓力、油膜間隙、軸承剪力、油膜剛度、油膜阻尼等。
但滑動軸承計算在本質上屬于復雜的多物理場問題，涉及流體力學、結構力學、熱力學，而且尺度極小，通常間隙量僅為數十到數百微米，經典三維CFD或者有限元計算難度很大。
基于ANSYS WB平臺開發的滑動軸承計算工具Tribo-X inside ANSYS是基于熱彈油膜動力學的滑動軸承求解器，它采用合理簡化算法，實現從3D計算到2D計算的轉換，基于簡單模型快速完成滑動軸承計算。
Tribo-X inside ANSYS將Tribo-X求解器集成到ANSYS Workbench環境中，基于ANSYS環境建模、設置滑動軸承計算參數并驅動Tribo-X求解器實現滑動軸承快速計算，解決了傳統CAE方法難以計算滑動軸承的困難，可以獲取軸承重要參數，研究軸承受力狀態，預測旋轉軸承系統的穩定性，對軸承參數進行設計優化，并可以將軸承計算與ANSYS Mechanical結構計算聯合，精確考慮軸承特性對系統力學特性（如轉子動力學）的影響。
展開 ANSYS2021R1軸承旋轉計算分析 ￥15
ANSYS2021R1軸承旋轉計算分析
如圖所示滾珠軸承，對滾珠軸承在正常運轉過程中位移及應力狀態分析。
基于ANSYS-Workbench的軸和軸承座模態分析
基于ANSYS-Workbench的軸和軸承座模態分析.pdf
基于Tribo-X inside ANSYS滑動軸承系數計算應用
Tribo-X inside Ansys是滑動軸承分析專用工具，具有滑動軸承剛度系數和阻尼系數計算的能力。
滑動軸承剛度和阻尼項取決于轉速或軸偏心位置，反映了不同潤滑操作條件下的動態特性，獲得的跟隨轉子角速度變化而變化的滑動軸承剛度和阻尼系數能夠無縫傳遞到轉子動力學分析模塊的軸承工具中，進行相關仿真分析使用。
一、Tribo-X inside ANSYS滑動軸承分析系統搭建
Tribo-X inside ANSYS軟件分析環境基于ANSYS Mechanical進行軸承分析的預處理和后處理，軟件安裝以后在ANSYS Mechanical中新增了一個名為Tribo-X inside ANSYS的工具欄，如圖1所示。
圖1
Tribo-X inside ANSYS分析的計算條件分為基礎邊界條件定義和高級分析求解邊界條件兩類。任何基于Tribo-X inside ANSYS工具的分析內容都首先建立在基本邊界的定義基礎上，如圖2所示。而滑動軸承剛度和阻尼系數的計算和傳遞要通過高級分析求解邊界條件進行定義，往往需要更高級的license進行支持。下面對Tribo-X的基礎邊界和高級邊界條件內容進行簡要說明。
圖2
基礎邊界條件定義簡要說明：
Pressure Supply：壓力邊界條件，用來定義潤滑油的供應區域。該區域可以在軸承或軸的表面上定義。當壓力邊界條件選擇多個面時，就可以定義多個潤滑油的供應。供油幾何形狀可以是任意的，壓力值必須為正。因此，任何類型的潤滑供應都是可以定義的。
Bearing Geometry：如圖3所示，它用于確定液體滑動軸承的位置，是確定軸承與軸之間潤滑間隙的基礎。
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 基于Tribo-X inside ANSYS的瞬態滑動軸承分析實例
本系列文章主要針對Tribo-X inside Ansys的功能及各方向應用實例進行介紹。本文將對軸承采用HD和EHD兩種方式進行分析。
對于HD（Hydrodynamic）分析，在計算過程將軸承假設為剛體，不考慮其發生彈性變形。對于EHD（Elasto-Hydrodynamic）分析，在計算過程中軸承視為柔性體，考慮軸承的彈性變形，同時軸承的變形會對潤滑間隙的結果產生影響。
滑動軸承大量用于旋轉機械結構，系統力學行為與滑動軸承的特性參數密切相關，有必要對滑動軸承進行計算以獲取軸承參數，研究軸承受力狀態，如油膜壓力、油膜間隙、軸承剪力、油膜剛度、油膜阻尼等。但滑動軸承計算在本質上屬于復雜的多物理場問題，涉及流體力學、結構力學、熱力學，而且尺度極小，通常間隙量僅為數十到數百微米，經典三維CFD或者有限元計算難度很大。
基于ANSYS WB平臺開發的滑動軸承計算工具Tribo-X inside ANSYS是基于熱彈油膜動力學的滑動軸承求解器，它采用合理簡化算法，基于簡單模型快速完成滑動軸承計算。
Tribo-X inside ANSYS將Tribo-X求解器集成到ANSYS Workbench環境中，基于ANSYS環境建模、設置滑動軸承計算參數并驅動Tribo-X求解器實現滑動軸承快速計算，解決了傳統CAE方法難以計算滑動軸承的困難，可以獲取軸承重要參數，研究軸承受力狀態，預測旋轉軸承系統的穩定性，對軸承參數進行設計優化，并可以將軸承計算與ANSYS Mechanical結構計算聯合，精確考慮軸承特性對系統力學特性（如轉子動力學）的影響。
展開 文獻分享 | 使用 ANSYS 進行偏置軸承建模、靜態和動態分析
偏心軸承為缺乏負載反轉和足夠角速度的有問題的應用提供了替代設計方法。偏移系數起著重要作用，被分類為最小游隙與徑向游隙的比率。偏置軸承通常承受載荷，并且由于這些載荷作用在偏置軸承上，壓縮應力和彎曲應力將產生到偏置軸承中。在設計軸承時，分析安全操作的應力非常重要。
在此項目中，偏置軸承在 SOLIDWORKS 中建模并導入到 Ansys Workbench 中進行靜態分析和模態分析。對偏置軸承進行靜態分析，以確定變形和 von-mises 應力，并檢查變形和應力結果隨網格從粗到細變化的變化。執行模態分析以確定偏心軸承的固有頻率和振型。對結果進行分析，并計算結構鋼、灰口鑄鐵、鋁合金和環氧 E 玻璃UD（單向）等材料的偏心軸承的前十個固有頻率，以便更好地了解復合材料對偏心的適用性軸承。
Introduction
1 Introduction介紹
偏置軸承的應用常見于高功率和負載機械，如汽輪機、離心壓縮機、泵和電機。設置偏置軸承的目的是提供低摩擦環境來引導和支撐旋轉軸。當負載以偏離固定位置的方式施加時，偏置軸承得到廣泛使用。偏置軸承用于將相對運動限制為所需運動并減少部件之間的摩擦。
展開 