ansys建模實例軸承
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys建模實例軸承的實例教程
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。
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??【實例1】為一斜拉懸索體系，橋型簡單，干貨滿滿，包括橋梁建模思路經驗分享，手把手帶著寫命令流，詳細解釋每一個使用到的命令流；還有如何快速建節點，快速連接單元，CAD、ANSYS與Midas交互應用，以及單主梁模型應該注意的問題，魚刺骨模型的應用，索單元的應用，剛臂的定義與應用，如何施加約束，如何進行簡單靜力分析等。 實例1視頻時長約2h
??【實例2】為一大跨度斜拉板桁結構，橋型復雜，干貨十足，具體包括：圖紙與建模思路分析，CAD三維快速建模，Midas預處理應用，手把手帶寫命令流，截面實常數講解，認識斜拉索規格，拉索實常數定義，板桁結構二期實常數與單主梁模型的區別，板單元等效厚度計算，理解面內與面外厚度，支座模擬等。 實例2視頻時長約5h
*文件包括視頻教程，結構圖紙，模型命令流等，購買后聯系小編獲取播放鏈接與播放賬號。
展開 以上是作者基于Tribo-Xinside Ansys的剛性及柔性滑動軸承分析實例進行介紹，后續文章還將結合具體應用方向的示例進行介紹。歡迎感興趣的朋友持續關注。
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。
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?本實例為一下承式鋼管混凝土系桿拱橋，跨度125m，拱矢高25m，拱軸系數1.1，拱肋為一啞鈴型鋼混組合截面拱，橋面板為T板梁，主梁分別采用板單元和梁單元對比建模。
?教程亮點：圖紙到模型端到端的跟蹤教程、模型命令流0到1手把手教學、控制截面定義方法和固定套路分析、截面偏心的使用、組合梁截面定義教程和固定套路、拱軸系數與拱軸線快速生成方法教學、beam188與beam4單元連接的異同點、索單元使用、板單元等效原則及使用教學、靜力分析、提取內力、模態分析等。所有梁單元采用beam188單元、索采用link10單元、板采用shell63單元。 視頻共計3.5h
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實例詳細情況
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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
?本實例為一下承式鋼管混凝土系桿拱橋，跨度125m，拱矢高25m，拱軸系數1.1，拱肋為一啞鈴型鋼混組合截面拱，橋面板為T板梁，主梁分別采用板單元和梁單元對比建模。
?教程亮點：圖紙到模型端到端的跟蹤教程、模型命令流0到1手把手教學、控制截面定義方法和固定套路分析、截面偏心的使用、組合梁截面定義教程和固定套路、拱軸系數與拱軸線快速生成方法教學、beam188與beam4單元連接的異同點、索單元使用
??【實例1】為一斜拉懸索體系，橋型簡單，干貨滿滿，包括橋梁建模思路經驗分享，手把手帶著寫命令流，詳細解釋每一個使用到的命令流；還有如何快速建節點，快速連接單元，CAD、ANSYS與Midas交互應用，以及單主梁模型應該注意的問題，魚刺骨模型的應用，索單元的應用，剛臂的定義與應用，如何施加約束，如何進行簡單靜力分析等。 實例1視頻時長約2h
??【實例2】為一大跨度斜拉板桁結構，橋型復雜，干貨十足
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。
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，限于篇幅關系會分五篇進行介紹，第一篇：基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具，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。
本文為第二篇，我將對軸承采用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
本文介紹聯軸體的建模以及靜力學分析，適合初級入門用戶熟悉ANSYS軟件GUI操作，學習APDL命令流。
本實例求解聯軸體在工作時的應力和形變。聯軸體結構如下圖所示。
聯軸體的底面四周的邊線不能上下移動（Z方向0位移約束），底面的兩個圓其邊線上約束所有自由度。
在小軸孔的軸臺和小軸孔圓周上加載壓力1e6Pa，在大軸孔的軸臺和鍵槽一側分別加載有壓力1e7Pa和1e5Pa。
最后求其變形和應力情況并查看應力動畫
最近ANSYS建模遇到了點小問題，折騰了好半天。現在終于搞清楚原由了，在這里分享一下，也許能幫到大家。也方便各位童鞋朋友以后遇到類似問題也好有個查錯思路。
所建模型是一個三維的線圈，處在長方體空氣區域里，為后面電磁場分析建立幾何模型。（空氣區域需要減去線圈所占的區域）。
線型結構如下圖。
最初的建模命令如下：
/Prep7
pi=acos(-1) !定義圓周率pi
R
