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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
: f3 @9 R! q1 O
* x8 \3 U9 @2 J6 ~! l! J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:+ i! x3 U: E( p- Q
9 I9 \. ^7 O# ^8 B: i( R* Z" \0 n
1.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。
8 ^  C% I' H8 m$ c7 Z
- Q% e1 e, I4 a1 B8 `2.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),3 d( C/ g) I) u0 ?' p7 {8 M+ z! D
加载方式是直接选force,大小为500000N,指向凸台方形表面。
$ Q: R! z: `. D8 P3 B
& h( M: T: j7 n- q# V* `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? 
7 \' Z7 q% o. ~   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。7 M" b( v+ r4 D& v* B
     * h" @5 ]/ K) g; U* X
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=150E96 O2 W  w% O/ t) s1 V; t( a

: ]+ @0 A8 E6 k+ {3 U
, s' q2 E* d2 u3 v! l- S5 F
- ~: r: L4 ~. v( q0 c0 a
7 ^9 E+ \# A& D, p( P* H3 d" }5 O) l" i' }
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
5 |( \& ]! E' N4 M1 y  }$ |- |# ~1 t3 c. V% @
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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:
3 r' F" Q4 ^! w8 w6 ~  g, |1,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。. Y+ a. T- O& y

6 _1 t, B+ @) c2,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。' @% Y8 e% D: v) V- k: Y' D% t
另外,轴肩处的端面是否跟其他有接触也要考虑到。8 ~) M1 H3 G. V) J" k" ~1 W
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。- T7 F; f9 I' E
& E, G; j. P) W, z5 t: a0 C: [

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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   H1 i1 W1 D9 o) E+ e
我觉得可以从下面两点比较:- F1 \9 K! q' Y
1,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 ...
- ~& s% m  v8 \7 b0 |8 q
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
  R: c' G7 b4 [+ |3 T小白请教' f' u1 v5 K/ @- |) n
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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