滑動軸承的案例
基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具（一）
一、滑動軸承計算應(yīng)用場景
滑動軸承大量用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)力學(xué)行為與滑動軸承的特性參數(shù)密切相關(guān)，有必要對滑動軸承進(jìn)行計算以獲取軸承參數(shù)，研究軸承受力狀態(tài)，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(zhì)上屬于復(fù)雜的多物理場問題，涉及流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)，而且尺度極小，通常間隙量僅為數(shù)十到數(shù)百微米，經(jīng)典三維CFD或者有限元計算難度很大。
基于ANSYS WB平臺開發(fā)的滑動軸承計算工具Tribo-X inside ANSYS是基于熱彈油膜動力學(xué)的滑動軸承求解器，它采用合理簡化算法，實現(xiàn)從3D計算到2D計算的轉(zhuǎn)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(huán)境中，基于ANSYS環(huán)境建模、設(shè)置滑動軸承計算參數(shù)并驅(qū)動Tribo-X求解器實現(xiàn)滑動軸承快速計算，解決了傳統(tǒng)CAE方法難以計算滑動軸承的困難，可以獲取軸承重要參數(shù)，研究軸承受力狀態(tài)，預(yù)測旋轉(zhuǎn)軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對軸承參數(shù)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，并可以將軸承計算與ANSYS Mechanical結(jié)構(gòu)計算聯(lián)合，精確考慮軸承特性對系統(tǒng)力學(xué)特性（如轉(zhuǎn)子動力學(xué)）的影響。
展開 基于Tribo-X inside ANSYS滑動軸承系數(shù)計算應(yīng)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(shù)和阻尼系數(shù)計算的能力。
滑動軸承剛度和阻尼項取決于轉(zhuǎn)速或軸偏心位置，反映了不同潤滑操作條件下的動態(tài)特性，獲得的跟隨轉(zhuǎn)子角速度變化而變化的滑動軸承剛度和阻尼系數(shù)能夠無縫傳遞到轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析模塊的軸承工具中，進(jìn)行相關(guān)仿真分析使用。
一、Tribo-X inside ANSYS滑動軸承分析系統(tǒng)搭建
Tribo-X inside ANSYS軟件分析環(huán)境基于ANSYS Mechanical進(jìn)行軸承分析的預(yù)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(chǔ)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(nèi)容都首先建立在基本邊界的定義基礎(chǔ)上，如圖2所示。而滑動軸承剛度和阻尼系數(shù)的計算和傳遞要通過高級分析求解邊界條件進(jìn)行定義，往往需要更高級的license進(jìn)行支持。下面對Tribo-X的基礎(chǔ)邊界和高級邊界條件內(nèi)容進(jìn)行簡要說明。
圖2
基礎(chǔ)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(yīng)區(qū)域。該區(qū)域可以在軸承或軸的表面上定義。當(dāng)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(yīng)。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(yīng)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(chǔ)。
展開 基于Tribo-X inside Ansys剛?cè)嵝?em>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(yīng)用實例進(jìn)行介紹，限于篇幅關(guān)系會分五篇進(jìn)行介紹，第一篇：基于ANSYS WB平臺的滑動軸承分析工具，主要結(jié)合軟件的需求、理論、功能及應(yīng)用方向進(jìn)行介紹，第二篇至第五篇將結(jié)合具體應(yīng)用方向的示例進(jìn)行介紹。
本文為第二篇，我將對軸承采用HD和EHD兩種方式進(jìn)行分析。對于HD（Hydrodynamic）分析，在計算過程將軸承假設(shè)為剛體，不考慮其發(fā)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(jié)果產(chǎn)生影響。
一、滑動軸承計算應(yīng)用場景
滑動軸承大量用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)力學(xué)行為與滑動軸承的特性參數(shù)密切相關(guān)，有必要對滑動軸承進(jìn)行計算以獲取軸承參數(shù)，研究軸承受力狀態(tài)，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(zhì)上屬于復(fù)雜的多物理場問題，涉及流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)，而且尺度極小，通常間隙量僅為數(shù)十到數(shù)百微米，經(jīng)典三維CFD或者有限元計算難度很大。
基于Ansys WB平臺開發(fā)的滑動軸承計算工具Tribo-X inside Ansys是基于熱彈油膜動力學(xué)的滑動軸承求解器，它采用合理簡化算法，實現(xiàn)從3D計算到2D計算的轉(zhuǎn)換，基于簡單模型快速完成滑動軸承計算。
展開 基于Tribo-X inside ANSYS的瞬態(tài)滑動軸承分析實例
本文將對軸承采用HD和EHD兩種方式進(jìn)行分析。
對于HD（Hydrodynamic）分析，在計算過程將軸承假設(shè)為剛體，不考慮其發(fā)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(jié)果產(chǎn)生影響。
滑動軸承大量用于旋轉(zhuǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)力學(xué)行為與滑動軸承的特性參數(shù)密切相關(guān)，有必要對滑動軸承進(jìn)行計算以獲取軸承參數(shù)，研究軸承受力狀態(tài)，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(zhì)上屬于復(fù)雜的多物理場問題，涉及流體力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱力學(xué)，而且尺度極小，通常間隙量僅為數(shù)十到數(shù)百微米，經(jīng)典三維CFD或者有限元計算難度很大。
基于ANSYS WB平臺開發(fā)的滑動軸承計算工具Tribo-X inside ANSYS是基于熱彈油膜動力學(xué)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(huán)境中，基于ANSYS環(huán)境建模、設(shè)置滑動軸承計算參數(shù)并驅(qū)動Tribo-X求解器實現(xiàn)滑動軸承快速計算，解決了傳統(tǒng)CAE方法難以計算滑動軸承的困難，可以獲取軸承重要參數(shù)，研究軸承受力狀態(tài)，預(yù)測旋轉(zhuǎn)軸承系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對軸承參數(shù)進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化，并可以將軸承計算與ANSYS Mechanical結(jié)構(gòu)計算聯(lián)合，精確考慮軸承特性對系統(tǒng)力學(xué)特性（如轉(zhuǎn)子動力學(xué)）的影響。
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轉(zhuǎn)速數(shù)對滑動軸承動力學(xué)系數(shù)影響研究
摘要
建立了滑動軸承的基于短軸承非線性油膜力模型，通過轉(zhuǎn)速對軸承動力學(xué)特性的影響研究，得到了偏心率、最小油膜厚度、最大油膜壓力、摩擦功耗、溫升、臨界軸頸質(zhì)量、剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)、二維和三維油膜壓力影響因素研究；在對三維油膜壓力分析時發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速存在一個臨界值，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于這個臨界值時，轉(zhuǎn)速對最大油膜壓力影響較大，當(dāng)轉(zhuǎn)速高于這個臨界值時，轉(zhuǎn)速對最大油膜壓力影響不大。
0. 引言
在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，轉(zhuǎn)子－軸承系統(tǒng)存在油膜力、密封力等非線性激振力，導(dǎo)致系統(tǒng)存在不穩(wěn)定的因素。軸承的參數(shù)變化對轉(zhuǎn)子的動力學(xué)特性有明顯的影響，由于軸承是阻尼的主要來源，進(jìn)而控制著轉(zhuǎn)子的響應(yīng); 軸承的剛度和阻尼又影響著轉(zhuǎn)子－軸承系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速和穩(wěn)定性。所以在深入研究轉(zhuǎn)子－ 軸承系統(tǒng)動力學(xué)問題時，必須考慮軸承對系統(tǒng)的作用。
本文以滑動軸承為研究對象，基于流體動力潤滑控制方程推導(dǎo)出滑動軸承的 Reynolds方程。利用DyRoBeS軟件對決定軸承承載力的油膜壓力進(jìn)行計算及比較，分析并計算了不同的轉(zhuǎn)速下的偏心率、最小油膜厚度、最大油膜壓力、摩擦功耗、溫升、臨界軸頸質(zhì)量、剛度系數(shù)、阻尼系數(shù)等影響滑動軸承油膜特性及動力學(xué)行為的重要參數(shù)。
展開 徑向滑動軸承的靜力分析視頻教程
流體動壓徑向滑動軸承是潤滑理論的一個重要應(yīng)用場合。在流體動壓徑向滑動軸承和軸頸之間，存在一定的配合間隙，當(dāng)軸頸在軸承中轉(zhuǎn)動時，相當(dāng)于具有一個曲線形的間隙，因軸頸有一定的轉(zhuǎn)向，此曲線形的間隙在中心連線的一側(cè)形成收斂間隙，在另一側(cè)形成發(fā)散間隙.......
徑向滑動軸承的靜力分析視頻教程1.rar
徑向滑動軸承的靜力分析視頻教程2.rar
徑向滑動軸承的靜力分析視頻教程3.rar
基于Tribo-X inside ANSYS的滑動軸承混合潤滑應(yīng)用概述
Tribo-X inside ANSYS具有考慮滑動軸承處于混合潤滑階段性能分析計算能力，開啟混合潤滑高級項 “Mixed Lubrication”功能即可以將其作為高級邊界條件添加到滑動軸承性能的計算分析中，如圖1所示。
圖1
混合潤滑的考慮可以建立在軸承體彈性變形的軸承分析基礎(chǔ)上（EHD），一個3油楔滑動軸承分析目錄樹如圖2所示：軸承分析的剛度信息由靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析確定，考慮軸承設(shè)計、材料、支撐和網(wǎng)格等；
軸承表面和軸之間的幾何尺寸和間隙在CAD模型中進(jìn)行定義，Tribo-X自動檢測幾何尺寸和這個間隙；壓力邊界條件用來定義潤滑油的供應(yīng)區(qū)域，幾何形狀可以是任意的，因此任何類型的潤滑供應(yīng)都是可以定義的，潤滑油供應(yīng)區(qū)域的單元尺寸應(yīng)定義得足夠小，幾何形狀選擇尺寸范圍內(nèi)包含至少3個單元；
此外，潤滑屬性用來定義潤滑劑的材料性質(zhì)，操作條件用來定義滑動軸承負(fù)荷、速度或軸是否對準(zhǔn)的條件，湍流工具允許考慮潤滑間隙內(nèi)的湍流行為，通常紊流會導(dǎo)致更高的承載能力，并伴隨著摩擦的增加。
圖2
限于本文著重點，以下不再針對Tribo-X基本分析流程進(jìn)行介紹，僅對混合潤滑的設(shè)置和技術(shù)進(jìn)行簡要說明。
圖3
一般情況下軸與滑動軸承啟動到工作平衡的過程的摩擦可以分為三個階段，邊界摩擦階段、混合摩擦階段、流體摩擦階段。如圖3所示，邊界摩擦階段在低轉(zhuǎn)速、低粘度、高負(fù)荷或低潤滑條件下發(fā)生，承載能力來自于套管和軸的粗糙表面的接觸，高摩擦系數(shù)；
當(dāng)軸與軸承表面的間隙高度低于一定極限值時，軸與軸承處于混合摩擦階段，摩擦表面沒有完全分離，固相摩擦和流體摩擦同時存在；處于流體摩擦階段摩擦表面完全分離，有足夠的周向速度，承載能力完全由流體動力壓力實現(xiàn)。
展開 關(guān)于marc中滑動軸承分析模塊
關(guān)于marc中滑動軸承分析模塊，有幾個問題，希望高手能予以解答。
1、marc中滑動軸承分析是否只能是2D的分析，只能通過油膜表面方向來表述空間形狀嗎？
2、marc中滑動軸承的分析是否僅是基于層流假設(shè)的分析？
3、對于軸承表面有多個溝槽的情況，怎么處理？
大自由度的轉(zhuǎn)子－滑動軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析
大自由度的轉(zhuǎn)子－滑動軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析
大自由度的轉(zhuǎn)子－滑動軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析.PDF
大自由度的轉(zhuǎn)子－滑動軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析（Ⅱ）.PDF
『分享』齒輪一轉(zhuǎn)子一滑動軸承系統(tǒng)
本文應(yīng)用求周期解的數(shù)值計算方法—— 打靶法和判定周期解穩(wěn)定性的Floquet
乘子研究j齒輪一轉(zhuǎn)子一滑動軸承糸統(tǒng)中齒輪嚙臺時變剛度，滑動軸承非線性特性對
轉(zhuǎn)子糸統(tǒng)不平衡響應(yīng)和失穩(wěn)的影響，并比較j平衡位置失穩(wěn)和不平衡響應(yīng)周期解失
穩(wěn)，以及按雙軸計算與單軸計算結(jié)果的差別，為I程設(shè)計理論計算提供基礎(chǔ)。
齒輪—轉(zhuǎn)子—滑動軸承系統(tǒng)時變非線性動力特性研究.pdf
動壓支承的油膜理論——滑動軸承設(shè)計的理論基礎(chǔ)
1.斜面滑塊的動壓支承
摩擦副二滑動面間有傾斜，并以相對速度U做滑動，則在滑動面間將產(chǎn)生流體動力壓力場，而此壓力場的積分，就構(gòu)成了承載能力W。而主要的研究內(nèi)容是研究滑動面間的壓力分布、壓力中心、承載能力、摩擦力、泄漏流量以及溫升。
2.徑向滑動軸承
轉(zhuǎn)動軸被支承在軸瓦內(nèi)，并有一很小的間隙，如果有一載荷施加在軸頸上，軸載軸承內(nèi)將產(chǎn)生偏心，軸轉(zhuǎn)動時，就形成收斂-擴(kuò)散的間隙，建立起一層油膜以支承載荷。
徑向滑動軸承與斜面滑塊動壓支承的最大不同點是油膜腔的形狀。斜面動壓支承的油膜腔呈收縮形，沒有擴(kuò)散段，邊界條件十分明確，進(jìn)口和出口處的壓力均為環(huán)境壓力；而徑向滑動軸承的油膜腔的徑向厚度h是轉(zhuǎn)角的連續(xù)函數(shù)，它有收縮段，也有擴(kuò)散段，而且是首尾相連。在收縮段可以形成動壓力場，其分布規(guī)律類似于斜面滑動支承，但擴(kuò)散段的流動情況復(fù)雜，使確定邊界條件帶來一定困難。
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大自由度的轉(zhuǎn)子－滑動軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析
大自由度的轉(zhuǎn)子－滑動軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-09-30 15:00:20被誠摯評為3星級，為發(fā)貼者加分60。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>
大自由度的轉(zhuǎn)子－滑動軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析.PDF
大自由度的轉(zhuǎn)子－滑動軸承系統(tǒng)非線性動力學(xué)分析（Ⅱ）.PDF
展開 滑動軸承非線性油膜力研究
滑動軸承非線性油膜力研究
楊金福1 , 劉占生1 , 于達(dá)仁1 , 連中華2
(1. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)能源科學(xué)與工程學(xué)院,黑龍江哈爾濱150001 ; 2. 黑龍江省電力職工大學(xué), 黑龍江哈爾濱150036)
摘 要: 為了掌握軸承的動力學(xué)特性,實現(xiàn)轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的非線性動力學(xué)設(shè)計,提出了附著極限壓力邊界條
件,將Reynolds 方程的求解問題轉(zhuǎn)化為可分離變量的二階非線性方程,得出了軸承油膜力與載荷相平衡的
油膜壓力,解釋了油膜力的作用機(jī)理,為轉(zhuǎn)子軸承系統(tǒng)的非線性動力學(xué)設(shè)計打下了基礎(chǔ).
滑動軸承非線性油膜力研究.pdf
展開 基于matlab的滑動軸承油膜壓力及動特性系數(shù)求解代碼 ￥15
基于matlab的滑動軸承油膜壓力分析代碼，Reynolds邊界條件，有限差分法、壓力擾動法，可進(jìn)一步求解滑動軸承油膜剛度和油膜阻尼。
對相關(guān)參數(shù)賦值后，先運行dispressure.m文件，即可求出油膜壓力分布，然后運行其他文件，即可求得油膜剛度等動特性系數(shù)。
一文解析徑向滑動軸承分析和設(shè)計
目前DyRoBeS軸承-轉(zhuǎn)子動力學(xué)分析與設(shè)計軟件共含有8大模塊，分別是Rotor（轉(zhuǎn)子動力學(xué)模塊）、BePerf（徑向滑動軸承性能模塊）、ThrustBrg（止推軸承模塊）、GearLoad（齒輪嚙合載荷模塊）、RotorBal（轉(zhuǎn)子動平衡模塊）、SpiralGF（先進(jìn)螺旋密封模塊）、LabySeal（迷宮密封模塊）、Carbon Ring Seal（石墨環(huán)密封模塊），如下表1及圖1所示。
表1 DyRoBeS軟件八大模塊匯總
圖1 DyRoBeS軟件模塊圖，紅色框為本次推文重點介紹的BePerf模塊
小編將向大家展示這些模塊的強大功能！
BePerf主要用于徑向滑動軸承設(shè)計和分析，還有止推軸承的初步設(shè)計功能，止推軸承完整的設(shè)計和分析功能在ThrustBrg模塊。DyRoBeS軟件提供了固定瓦軸承、可傾瓦軸承、浮環(huán)軸承、氣體軸承以及靜壓軸承等，基本涵蓋了所有滑動軸承的類型（其他滾動軸承、電磁軸承以及擠壓油膜阻尼器等相關(guān)計算在Rotor模塊中），如圖2 所示。
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