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[ansys] 两端轴承支承的受压夹送辊仿真分析

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发表于 2012-8-24 16:32:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 沈石头 于 2012-8-25 05:01 编辑 & Y9 {+ e2 v: ?* v* x& T$ z$ U
9 h# y( ?7 h5 @
如下面几个图所示,这是一个两端安装滚动轴承的夹送辊受力分析,压力是作用辊子表面,夹送辊是成对使用,这里分析的是下辊,由上辊提供压力通过钢板作用在下辊上,分析软件是ANSYS。这里有几个问题需要请教:
1 t6 A; B8 |, }' W& A% E& Y: @
. p% Y) a3 J6 F( n  j( @/ ~! s1.约束:轴端定位安装的方式是滚动轴承,在计算时可认为是两端简支,而且这里应用的是调心滚子轴承。选择约束方式时个人纠结于三种"Frictionless Support","Cylindrical Support","Compression Only Support",这三种约束方式的定义很相似。5 v6 i, }; r, |$ g; A5 b1 k. s6 ^

# g4 y2 C6 T$ H0 H6 s4 t2.加载方式:压力是通过辊子作用在钢板上,再传递到辊子表面。正常情况下是弹性的圆柱体与刚性平面接触,接触面为长条形。因为其中涉及到弹性变形,本人没有详细计算接触面的宽度,也没有作表面印记,直接在辊子的三维上拉起了一个宽2mm的高2mm的平面作为力的作用面(见附图),
/ c0 H3 ~# e5 F1 e" p加载方式是直接选force,大小为500000N,指向凸台方形表面。
  [7 w8 D' R  ]7 h$ {0 o( L" w# z3 ^5 p+ o$ p5 W7 ^8 E
疑问:1.约束方式不同,自然结果也不同,上面这三种约束哪种比较适合我这个工况? 
6 n5 v/ t3 V; H8 m: m- E   2.轴头安装轴承的位置有个R的倒角,效果避免应力集中的,但是在三种约束方式下,未倒角的分析结果Equivalent,应力集中在台阶根部数据在80~110MPa之间,但是加上了这个R=2mm的圆角(轴承外径200mm)之后应力集中值“Frictionless Support”约束方式在200MPa左右,"Compression Only Support“约束方式在350MPa左右,"Cylindrical Support"约束方式在510MPa左右,,这是什么原因,倒了圆角反而应力集中更厉害了?而且有了这个倒角后,,"Cylindrical Support"约束方式对应的辊子挠度变大了,其余两种约束方式的挠度不变。5 `2 _% m1 J% \8 T6 o. N
     : X* ^0 L1 T& x/ X5 K* z4 c1 m3 d
补充:如果辊身表面材料和轴头材料的弹性模量值不同,在分析时是不是需要分别定义材料,添加新材料?比如一般钢材的E=205E9,球墨铸铁E=150E9) G- D7 f: k5 w' L( K

' s" B* _" h: j1 W7 b. @/ B2 Z' ?7 t3 k. x1 c1 M/ C; M

. b. G$ \2 R6 S7 G( w+ ~5 z" q* U$ n5 ?8 R( X

8 ?9 W9 l- ^' O0 i$ ^1 Z 辊子仿真-4.JPG 辊子仿真-3.JPG 辊子仿真-2.JPG 辊子仿真.JPG 辊子仿真-5.JPG / w. j/ \* O/ l: n5 K% J! ?; {9 s! b6 w
1 f& ]: u" Z, M9 f8 ?
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发表于 2012-8-24 22:03:41 | 显示全部楼层
用什么软件分析的

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ansys WB  发表于 2012-8-26 11:25
ANSYS  发表于 2012-8-25 05:01
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发表于 2012-8-25 12:09:48 | 显示全部楼层
会安塞的都是神人
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发表于 2012-8-25 21:10:01 | 显示全部楼层
我觉得可以从下面两点比较:
; j+ f0 [1 m1 K* c  Y/ ^+ i$ R3 c1,既然楼主先定义为简支,那么就是看实际有没有轴向位移。Frictionless Support允许有轴向位移,Cylindrical Support可以根据需要去控制是否有轴向位移,没有的话,那么就有分力存在。Compression Only Support有分力存在,估计是因为正向压力引起的。但是Compression Only Support施加面上面有因距离因素引起的应力分布不均匀。但是我个人更倾向于选择Cylindrical Support。我建议楼主将轴承部分建模做更细致分析。
3 z. M* s$ h! q+ l
( Z1 K) K6 N5 a1 J8 n+ }  E2,关于应力集中问题,楼主可以先将圆角去掉,求解出相应部位的应力,再根据圆角的应力集中系数去求。
  g0 c( a2 S! D另外,轴肩处的端面是否跟其他有接触也要考虑到。0 A/ S/ ]( \5 b, [6 o) m
3,理论求解和实际有限元求解有多大差距?圆角处网格划分要细化。
) B) V  O1 e( k$ ?# D3 e: H
5 Z( l4 F" B. h' z/ M) J/ C! B

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发表于 2012-8-26 11:32:22 | 显示全部楼层
LZ是直接上手ANSYS WB?我有段时间心血来潮想入个门,是学APDL,很是迷糊。后来一忙又放下了。始终觉得要先搞定力学基础和和变分思想的数学基础,有点难。WB感觉就像是个黑盒。分网处理,单元选择,加载方式,结果判断合理与否。没底。。。

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APDL这个接触了之后因WB出现而放下了,我一直就怵命令输入类的软件,我就是抄教材上的命令写,最终结果能不能得到还是50%的概率,所以界面友好的WB拯救了我。不过也是初步的学习中,一般用于理论计算结果的验证。  发表于 2012-8-27 08:15

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 楼主| 发表于 2012-8-27 08:12:42 | 显示全部楼层
eddyzhang 发表于 2012-8-25 21:10
. ^# c3 c, ^( C7 H, H4 i$ q我觉得可以从下面两点比较:
( Q  }& q/ g& a1,既然楼主先定义为简支,那么就是看实际有没有轴向位移。Frictionless Supp ...
( h# U% Y, E- K0 y% Y6 e8 @" c
非常感谢!您的回答将几个约束的区别说得很清晰,给我提供了后续分析的思路。
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发表于 2012-8-27 09:44:28 | 显示全部楼层
学习了,我在学WB过程中也遇到约束的问题,很是苦恼。
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发表于 2012-8-27 14:20:52 | 显示全部楼层
楼主你好,可以发一份ansys安装包给我吗?或者下载地址也行 414132040@qq.com

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多谢  发表于 2012-8-29 16:44
直接去电驴下载ANSYS12或者13、14版本,这几个版本把APDL和workbench平台集成到一起了。软件有3个多G。  发表于 2012-8-29 13:21
兄弟 这玩意貌似6~7个G,我装完就删了源文件,上网下吧,很多的,听说13版都出来了。不好意思哈  发表于 2012-8-27 15:01
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发表于 2012-8-27 15:42:29 | 显示全部楼层
佩服佩服!
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发表于 2012-8-27 17:42:40 | 显示全部楼层
楼主
* ~6 K9 @6 P( o) P& n小白请教
1 x, x2 d6 V5 k& @% i. d/ `在位移分析时显示位移量是2.458e-003(mm),这是几丝的位移,怎么换算?

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e-003就是10的负3次方,就是1/1000的意思。丝是机加术语,就是0.01mm。  发表于 2012-8-29 13:45
丝貌似加工中的用语,俺老娘告诉我一丝是0.01mm,不知道对不对?  发表于 2012-8-27 18:45
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