ansys建模軸承的案例
文獻分享 | 使用 ANSYS 進行偏置軸承建模、靜態和動態分析
偏置軸承的建模
偏置軸承的完整建模是使用 SOLIDWORKS 軟件完成的，建模相當復雜，因為底座和軸旋轉位置之間存在偏置，并且為減少軸承邊緣的應力集中而給出了不同的倒角，偏置軸承的完整模型如下圖1所示。圖1（a）是偏置軸承的尺寸表示，圖1（b）是在Solidworks中準備的模型。
圖1 . (a) 偏置軸承尺寸
(b) Solidworks 中的偏置軸承模型
3.2 . 項目靜態分析
偏置軸承的靜態分析在Ansys工作臺中進行，幾何形狀從Solidworks導入，通過網格類型從粗到細的變化，比較網格結果，包括各種網格度量因子、網格收斂性研究通過考慮不同的單元長度來完成，并且觀察到在 1 mm 單元長度時獲得了網格收斂。改變偏心軸承的材料，然后分別進行計算，得到變形結果，并進行von-mises應力和應變的比較，進行研究。方程(1)、(2)代表了計算變形的靜態分析的基礎。
其中，F 表示施加的力，K 表示剛度矩陣，× 表示偏置軸承中的變形。
3.3 . 項目動態分析
執行動態分析的目的是在運行時評估應用程序。特征值分析 通過求解由質量矩陣和剛度矩陣組成的特征方程來提供結構的動態特性。動態特性包括自然模態（或振型）和自然周期（或頻率）。等式(3)、(4)表示固有頻率計算的基礎。
3.4 . 施加約束
進行固定分析，將切向力施加在朝外偏移量為 5000 N 的圓孔上，并將基板上的四個孔固定。
展開 從0到1學習Adams軸承建模方法
軸承是機械設備中不可或缺的零部件，軸承的主要功能是支撐機械旋轉，降低運動過程中的摩擦系數，保證回轉精度，減少能源消耗。軸承主要承受徑向載荷和軸向載荷。軸承主要分為滾動軸承和滑動軸承。滾動軸承是通過滾動體的滾動減少摩擦，而滑動軸承是根據滑動體的滑動來承受軸的轉動。
軸承的基本結構包括內圈、外圈、滾動體和保持架。內圈通常與軸配合，外圈支撐滾動體，保持架用于分離滾動體，減少摩擦，均勻分布載荷。軸承也廣泛應用于各種機械設備中，如汽車、飛機、發動機、家用電器等。
當我們進行Adams建模時，通常需要將軸承的模型通過3D制圖軟件進行搭建，在導入Adams中與其它部件進行連接。這種方式比較耗費時間，而軸承屬于標準件，市面上的軸承類型和種類比較確定，如果有一款軸承生成器，直接輸入既定的參數，是否能自動生成軸承模型呢？再或者，是否可以直接模擬軸承傳遞的運動關系，卻不需要導入軸承三維數模？答案是有。Adams有一個模塊叫做Machinery，這個機械模塊中包含了大量的機械模型，比如齒輪、軸承、皮帶、滑輪等，可以幫助用戶快速建模，模擬兩個或者多個部件之間的運動關系，卻不需要用戶輸入三維模型，也就是我們俗稱的“生成器”。
本文將給大家介紹一種Adams軸承生成器，手把手教大家進行軸承自動生成，可節約大量建模時間，提高建模效率，同時也能準確模擬部件之間的運動關系。
模型介紹：
在本文中，將導入一個行星齒輪組，它包含太陽輪、齒圈和安裝在行星架上的行星齒輪。本次建模過程主要使用Detailed類型的單列深溝球軸承，其內圈固定在太陽輪的軸上，外圈和太陽輪進行連接。施加驅動到太陽輪軸承上，這樣軸承將會傳遞傳遞運動給太陽輪，并進一步傳遞到軸上，通過這種軸承連接關系，模擬齒輪間的交互及其動態行為。
展開 用SolidWorks建模一個軸承
保持架
1.前視基準面，草繪圓，直徑160 。
2.兩側對稱拉伸，距離3 。
3.上視基準面，草繪半圓直徑30 。
4.旋轉。
5.圓周陣列。8個。
6.前視基準面。草繪兩個圓，直徑分別為125和110 。
7.拉伸切除，兩側對稱。
8.上視基準面，草繪半圓，直徑28 。
9.旋轉切除。
10.圓周陣列。8個。
11.基準軸。選擇 ：上視基準面和右視基準面。（裝配體配合的時候用）
12.完成。
內外圈
1.前視基準面。草繪圖形如下：
2.旋轉。
3.圓角。半徑3.5 。
4.圓角，半徑3.5 。
5.完成。
滾珠
1.前視基準面。草繪半圓，直徑28 。
2.旋轉。
裝配體
先插入零件“內外圈”，設為浮動。配合：“內外圈的前視基準面” 與 “裝配體的前視基準面 ” 重合。
2.配合：“內外圈的上視基準面” 與 “裝配體的上視基準面 ” 重合。
3.配合：“內外圈的右視基準面” 與 “裝配體的右視基準面 ” 重合。
4.內外圈固定。
插入零件：滾珠和保持架
配合：滾珠 與 外圈 相切。
5.配合：滾珠 與 內圈 相切。
6.顯示基準軸，和臨時觀閱軸。
配合：“內外圈的臨時軸 ” 與 “保持架基準軸1 ” 重合。
7.配合：“內外圈右視基準面 ” 與 “保持架前視基準面” 重合。
8. 關閉臨時軸。
滾珠 與 保持架內側 同心圓 配合。
9.圓周陣列。基準軸1 ，8個，要陣列的零部件
展開 軸承基礎知識介紹及Adams建模仿真分析講解（含詳細視頻教程）
板塊二：軸承Adams建模 （選取行星齒輪機構小模型進行實戰演練，加入軸承建模方法，手把手帶你深入了解建模過程）。
板塊三：軸承Adams仿真后處理（通過仿真后處理查看，可以得到軸承運行各項參數指標，幫助用戶合理選擇軸承參數）。
課程推薦&限量優惠
（??點擊圖片跳轉課程界面）
??課程名稱：
“從0到1—你的Adams軸承建模寶典”
??課程大綱：
通過本課程的學習，可以詳細掌握Adams軸承建模的全部基礎知識，真正從0到1，無論你是否有Adams基礎，都可以輕松學習本次課程。當然，課程中會補充大量Adams基礎知識以便讀者進行快速建模。
全網最詳細的Adams軸承建模仿真方法寶典。
??課程優惠：
課程原價129元
??課程限量優惠，立減30元！僅限5名！
??第1-5位報名者：課程實付99元
立即掃碼添加學習助手，鎖定最高優惠名額！
編輯
跳轉
展開 
軸承基礎結構介紹及Adams建模仿真【10月31日直播】
（直播詳情如下▼）
1.直播主題
軸承基礎結構介紹及Adams建模仿真
2.直播時間
10月31日 19:30
3.講師介紹
郝大妞
汽車仿真工程師
擅長使用Adams（多體動力學仿真、二次開發、GUI窗體設計、柔性體仿真）、Hypermesh（傳統結構分析、拓撲優化、二次開發）、Abaqus（傳統結構分析、二次開發、GUI程序設計）、comsol等，且熟練掌握C++，MYSQL等編程語言
4.直播內容
此次共分三個板塊進行講解
板塊一：軸承基礎知識介紹 （Adams建模是完全基于機械結構的實際狀態，完全符合工程設計原理及設計要求。如果想要讓仿真更加貼合實際狀態，參數設計更加精準，必須先掌握軸承的基礎知識，可以輔助建模過程，事半功倍）。
板塊二：軸承Adams建模 （選取行星齒輪機構小模型進行實戰演練，加入軸承建模方法，手把手帶你深入了解建模過程）。
板塊三：軸承Adams仿真后處理（通過仿真后處理查看，可以得到軸承運行各項參數指標，幫助用戶合理選擇軸承參數）。
5.直播福利
報名直播即可領取授課老師Adams軸承建模系統課程專屬立減30元優惠券!
直播報名方式：
文章首部點擊圖片報名
如您對直播有任何疑問或您有其他的需要，可隨時聯系技術鄰客服，在線為您解答~
（??掃描二維碼添加客服咨詢??）
展開 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。
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
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 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
Ansys Mechanical | SKF開發自動化應用程序大幅簡化軸承仿真分析
Tillema認為，軸承建模涉及的三大挑戰是：
高度非線性的組件對整個系統具有顯著影響，如果不進行詳細分析，這些影響可能難以被預測
軸承類型多種多樣
詳細的微觀幾何結構和屬性對整個系統具有相當大的影響。此外，這些屬性被視為機密的知識產權，所以在設計軸承模型時，它們通常是不可用的
因此，傳統的軸承建模方法涉及多次試錯法，這些嘗試往往不僅耗時，而且成本高昂。
“為了克服這些挑戰，我們有何對策？”Tillema向Level Up 3.0大會的與會者提出了這個問題。“我們的方案是SKF Bearing應用，它有助于減輕仿真工程師開展軸承建模的負擔。”
因此，這款應用并非用于精細化地仿真滾動軸承或研究軸承性能的影響。事實上，SKF Bearing的用途在于幫助準確表示軸承剛度，以增強和簡化軸承仿真。
三步簡化軸承分析
SKF軟件開發人員Abhinand Pusuluri在Level UP 3.0會議上展示SKF軸承的應用：通過SKF的NU 315 ECP單排圓柱滾子軸承
只需點擊鼠標，SKF Bearing即可為您計算模型所需的測量值。軸承采用剛性環法進行建模，同時應用程序與SKF云服務器通信，以獲得真實軸承剛度的準確表示。為確保真實性，這種表示方法考慮了滾動元件和軸承滾道之間的詳細接觸以及軸承的完整微觀幾何結構。
展開 
基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具（一）
（9）滑動軸承熱分析
定義軸承材料的熱屬性及溫度相關的潤滑油材料屬性，考慮軸承與油膜的熱傳導，計算油膜間隙溫度分布。
圖-油膜間隙溫度分布
（10）設計優化
全參數化工作流程，CAD三維軟件參數化建模并用于優化（optiSLang，DX）
參數研究：確定最重要的工作參數
圖-參數化分析與優化
三、Tribo-X inside ANSYS詳細功能說明
1、操作系統及版本
l 操作系統：Microsoft Windows 10（64 Bit）
l 對應的ANSYS 版本：Tribo-X inside ANSYS嵌入在ANSYS WB平臺使用，直接利用ANSYS WB平臺進行前后處理，目前支持ANSYS 2020R1版本。
2、功能模塊
Tribo-X inside ANSYS為滑動軸承力學特性分析以及設計優化提供了便捷而高效的工具，包括三個功能模塊，區分基本功能模塊和附加功能模塊：
3、計算流程
（1）前處理
① 材料及幾何模型
材料、軸承和軸的幾何模型以及網格劃分定義等操作基于ANSYS Workbench環境完成，等同于ANSYS Mechanical分析系統的基本操作。
其中軸承與軸之間的間隙自動識別為潤滑區域，完成基于軸承幾何的油膜建模，可定義軸的初始位置。
展開 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 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 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
2.遠端點的建立
在模型中進行遠端點的添加，其目的是將質量點和軸承根據遠端點來進行添加，方便后期的模型選擇操作，沒有這個操作也可以，后期的軸承和質量點選擇相同的位置即可。
添加遠端點主要有以下4個位置，如圖所示
第一個點為左側中間軸線上的質量，表示轉子系統的葉輪或齒輪等質量大的地方。
第二個和第三個點為軸承的支撐位置，設置remote point.
第四個位置和左側第一個位置相同，只是偏移了半徑方向很小的距離，表示不平衡的位置質量。
3.軸承添加
設置好遠端點之后，進行支撐軸承的添加，在接觸中右鍵插入軸承Bearing。在以前的版本中在沒有軸承支撐的情況下采用三個方向的彈簧設置就行，workbench中的彈簧方便了軸承剛度的設置，在新的workbench中可以采用bearing添加，只要設置剛度即可，設置選項如下所示。主要為轉動平面Y-Z，各個方向的彈簧剛度。彈簧剛度表水平方向，豎直方向和夾角方向，如圖所示.
右側軸承的設置方法同上，結果如下圖所示，會形成一個圓環表示。
4.添加質量點
下面是質量點的添加，在第一個遠程點上添加point mass，表示齒輪，轉盤等大質量的物體，如圖所示。同時需要進行慣性矩的添加，可以在ANSYS中三維實體模型設置相應的坐標系后來測量數據，如下圖所示。
5.分析設置
支撐設置好之后進行邊界條件的添加，主要是模態分析的設置，添加12階模態.默認的分析類型表示為沒有轉動時候的模態分析結果，不同的頻率對應不同的振型.
在轉子動力學中的分析設置中需要打開克利奧效應，表示轉動慣性的概念。添加坎貝爾圖的幾個節點。需要添加相應的阻尼。在坎貝爾設置中添加兩三個節點即可，添加轉動速度如圖所示。
展開 