ansys軸承模擬的案例
FLUENT軸承油膜模擬
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本教程演示了如何使用多相模型模擬軸承油膜潤滑。
啟動FLUENT并導入網格
第一步
在Windows系統下執行“開始”→“所有程序”→ANSYS 2021→Fluid Dynamics→Fluent 2021命令，啟動Fluent 2021。
第二步
單擊主菜單中File→Read→Mesh命令，導入.msh網格文件。
定義模型
單擊命令結構樹中General按鈕，彈出General（總體模型設定）面板。
在 COMSOL 中模擬轉子軸承系統
這篇文章讓我們通過使用 COMSOL Multiphysics? 軟件創建的轉子軸承系統模擬器，來探討如何找到各種轉子的臨界轉速。
什么是轉子的臨界轉速？
臨界轉速是指轉子的角速度與它的一個固有頻率相匹配。然而，找到靜止轉子的固有頻率還不足以確定臨界轉速。困難在于轉子的固有頻率取決于轉子的角速度。因此，通過考慮旋轉的影響來計算旋轉部件的固有頻率很重要。
我們可以使用 COMSOL 建立一個仿真 App，通過其底層模型來自動考慮這種旋轉的影響，該仿真 App 只顯示重要的設計參數作為輸入。接下來，讓我們來看看如何利用 COMSOL 案例庫中的一個 App 示例：轉子軸承系統模擬器，來找到各種旋轉系統的臨界轉速。
圖中演示了轉子軸承系統模擬器
探索轉子軸承系統模擬器仿真 App
一個典型的轉子系統有三個標準部件：
轉子，也叫軸
圓盤
軸承
一個轉子系統，包含一個轉子（軸）、圓盤和軸承。
大多數情況下，軸是一個實心或空心的圓柱體，上面安裝著各種部件。在轉子動力學術語中，這些安裝的部件通常被稱為圓盤，由于它們與軸相比具有很高的剛度，因此被模擬為剛性物體。在臨界轉速分析中，只有圓盤的慣性是重要的。軸是柔性單元，也有慣性。軸的完整規格需要考慮它的幾何尺寸和材料特性，如楊氏模量、泊松比和密度。軸承是支持軸的部件。這些部件由它們的等效剛度和阻尼系數來描述。
現在，讓我們看看這些信息是如何傳遞給 App 的。在該仿真 App 中，不同的部分用于不同的用途，包括：
輸入數據
評估結果
訪問信息
指定輸入數據的部分是轉子屬性、圓盤、軸承和研究參數。臨界轉速 部分用于評估模擬的轉子的臨界轉速。幾何狀態 和信息 部分分別包含了幾何體和求解器的信息。在仿真 App 的右側面板上，可以訪問轉子的幾何形狀、回旋圖和坎貝爾圖。
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》
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-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 
基于ABAQUS之轉子軸承模擬及轉子振動仿真
針對轉子結構，其在軸承支承作用下旋轉工作。無論是轉子靜強度仿真，還是轉子動力學仿真，其關鍵都在于軸承的有效模擬。一般的，對轉子進行相關仿真時，處理軸承的方法有兩種：一是畫出軸承的實體模型，將其作為轉子相互作用結構參與整個轉子模型的仿真；另一種是對軸承的參數如支承剛度和阻尼等進行等效計算，并將這些參數作為轉子仿真分析的輸入條件。顯然，前者是十分繁瑣的，且對軸承的模型需經一番研究方可合理建出。而后者則是普遍被采用的方法，在等效參數較合理時可獲得較好的結果。
在ABAQUS中，其實也可以采用第二種方法進行軸承的模擬，通過換算并給定合理軸承剛度和阻尼，便可有效模擬軸承對轉子的作用。如下面一個單盤轉子：
其兩端軸頸由兩個軸承支承，經模擬軸承作用，并進行轉子的振動仿真。可得結果如下：（詳細計算操作詳細過程詳見教程：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10220，若有疑問，歡迎咨詢）
一階彎曲
二階軸盤彎曲耦合
傘形振動
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 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 基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具（一）
軸承系數可以自動無縫傳遞到ANSYS轉子動力學計算系統，進而進行考慮軸承系數的轉子動力學分析。
圖-基于軸承參數進行模態分析
（3）氣穴的模擬
油膜間隙中會產生氣穴，滑動軸承的油膜氣穴主要來源于空氣穴。Tribo-X采用質量守恒算法，在二維雷諾方程中引入充油率，后處理可以提供充油率結果，用于識別氣穴區域。
（4）低粘度潤滑液在高轉速情況下的湍流效應模擬
對于低粘度潤滑液（如水）在高轉速情況下，有必要考慮湍流效應。考慮湍流通常會提升油膜摩擦力，從而獲得更好的軸承承載能力。
（5）考慮軸承形狀或者位置偏差的滑動軸承計算
制造或者工作條件都可能產生軸承形狀或位置偏差，進而影響油膜厚度和壓力分布。可以基于CAD模型直接定義傾斜軸，也可以基于工作條件定義傾斜軸。
（6）考慮軸承座彈性的滑動軸承分析
經典油膜動力學計算理論將軸承視為剛性體，使得軸承計算承載能力比實際承載能力偏低，對于高負載滑動軸承尤為明顯。Tribo-X可以基于軸承有限元模型提取軸承柔度矩陣，在考慮線彈性材料行為的基礎上，計算彈性變形對油膜壓力及油膜間隙等計算結果的影響。
（7）考慮混合摩擦狀態的滑動軸承分析
混合摩擦狀態是指固體表面摩擦與液體摩擦并存，Tribo-X可以通過定義軸與軸承表面粗糙度同時考慮表面材料的塑性屈服應力進行混合摩擦分析。
（8）滑動軸承瞬態分析
計算隨時間變化載荷作用下的軸承響應，比如循環載荷作用下的瞬態軸承分析及非循環載荷作用下的瞬態軸承分析。
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 
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 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 基于Tribo-X inside Ansys剛柔性滑動軸承分析實例
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，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，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。
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。
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