軸承模擬
關注創建者：振動磚家 創建時間：2016-12-08
軸承模擬的視頻教程
基于ABAQUS 之轉子軸承模擬及轉子振動仿真
采用單盤轉子作為仿真模型，在不畫出軸承結構的前提下，對支承軸承進行有效模擬，并進行轉子振動仿真。 手把手教會學員如何在ABAQUS中游刃有余地模擬軸承作用。
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Abaqus軸承-深溝球軸承動力學模擬-含保持架
講解了基于Abaqus的含保持架時的深溝球軸承動力學仿真方法。具體為：固定軸承外圈，內圈帶動滾子及保持架轉動。采用動力學隱式分析步求解。
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軸承模擬的實例教程
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 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?？傻媒Y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 三齒嚙合
兩齒輪嚙合模擬
圓錐齒輪嚙合
軸承模擬
軸承模擬二
圓柱滾子軸承模擬
軸承模擬四
帶預緊力的兩輪接觸模擬
諧波齒輪嚙合模擬
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聯系我們：021-58403100
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。
材料：40Cr
分析類型：靜力學
技術難點：剛度軸承模擬
完成人：技術鄰ANSYS專家
網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
模擬過程：
通過彈簧建立剛度軸承
軸承模擬的相關專題、標簽、搜索
軸承模擬的最新內容
此外，軟件也支持通過特定方法高效模擬如軸承旋轉等數百萬次循環的磨損過程。
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”。
通過仿真，我們能夠在計算機中模擬軸承在各種工況下的運行狀態，從而揭示軸承在故障發生時的應力分布和部件運動規律。這一步驟不僅幫助我們理解了軸承失效的原因，也為后續的故障診斷提供了重要的理論基礎。
深度學習：智能化的故障診斷
在理解了軸承的失效機理后，研究者們引入了深度學習技術。通過構建卷積神經網絡(CNN)和雙向長短時記憶網絡(BiLSTM)的復合模型，我們能夠對軸承的故障數據進行深入分析。
活塞桿端和銷軸使用了直線副，其他銷軸使用了旋轉副，轉動軸承螺栓用襯套模擬，并在履帶與地面及鏟斗與地面設置了接觸，使用腳本進行仿真，進而獲取真實的運動。
根據測試及經驗，團隊確定了兩種載荷工況。一種是轉動-碰撞，能夠產生側向載荷；一種是釋放-抓取，能夠產生縱向載荷。
1.3 SKF方程
SKF模型能夠更精確地計算滾動軸承中產生的摩擦力矩，該模型考慮了軸承的所有接觸面積、設計變更和改進，以及內部和外部影響，因此能夠較好地模擬軸承的真實行為。摩擦量取決于載荷、軸承類型和尺寸、軸承工作速度、潤滑劑的性質和潤滑劑的量等因素。
活塞桿端和銷軸使用了直線副，其他銷軸使用了旋轉副，轉動軸承螺栓用襯套模擬，并在履帶與地面及鏟斗與地面設置了接觸，使用腳本進行仿真，進而獲取真實的運動。
根據測試及經驗，團隊確定了兩種載荷工況。一種是轉動-碰撞，能夠產生側向載荷；一種是釋放-抓取，能夠產生縱向載荷。
al [5]致力于垂直偏置非圓形軸頸軸承輪廓的模擬研究。
軸承模型中采用CBUSH(彈簧單元)模擬軸承剛度,軸承簡化模型如圖8所示。仿真分析需考慮齒輪嚙合剛度以及各附件的質量。
3.3聲學網格模型及場點設置
根據聲音傳播速度及最高頻率確定聲學網格大小,聲學網格采用全封閉的四邊形網格,如圖9所示。參照臺架消聲室麥克風位置設置分析模型的場點位置,如圖10所示。
場點聲壓仿真計算與試驗結果如圖11所示。
表3 模擬結果與實驗結果的比較
?+
+
6 結論
通過一個非線性滾動軸承振動模型，模擬不同外圈故障嚴重程度下的滾動軸承振動響應信號，分析振動信號特征與故障大小之間的關系
拓展閱讀
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評估軸承不對中對轉子振動的影響
使用轉子動力學分析比較流體動力軸承
文章來源：comsol
