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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
1 N) r, O! t4 t' S, S1 H; R/ Z% G0 d3 k3 ^7 D& C* T
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:( ]; y& n# g4 f4 d
' \  u) c# f* C% u* X8 J, d8 U+ f* s
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。  N% u, \8 C" Z1 }  E* H8 ?, b

3 k2 I6 a# o6 E9 D) v' a2.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),
0 t, E% P- p# ?" F加载方式是直接选force,大小为500000N,指向凸台方形表面。
8 l6 Z0 U# S8 q3 @7 S% t+ Q6 R3 u! P1 a8 `" w4 W. f
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? 
0 ]' {% B6 M5 V: E* m2 L) U2 T+ H   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。
. S& K# d3 \: ?3 A6 Z+ D- A3 Y+ X     
# E1 Q+ Q' f7 y4 A+ K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
8 F+ b5 V. [8 Z& L2 }0 u! X0 M  f1 w! [. U/ U
7 Z% L' `+ ^7 K; B
2 a( y) O# V* G) r

% J& i/ ]+ F/ K1 L+ H0 j$ f
# c5 i- j0 W  x  { 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 / r$ L8 t8 f3 M/ x0 z

+ N" p1 r% r. x0 ~9 A0 ]2 ^+ ~
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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

点评

ansys WB  发表于 2012-8-26 11:25
ANSYS  发表于 2012-8-25 05:01
发表于 2012-8-25 12:09:48 | 显示全部楼层
会安塞的都是神人
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:4 l0 a' V# I2 ?
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。
/ _- W( p( _% v; w& \' J+ q) [. n# D% w
2,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。
+ w5 k; M4 t: X' k2 X, x另外,轴肩处的端面是否跟其他有接触也要考虑到。
) k; K# T1 u) N7 h( }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。. s( C3 ~$ t; Q) P) t, |, I" `
* G3 }# U# N8 x1 x

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沈石头 + 1 热心助人,专业精湛!
老鹰 + 30 热心助人,专业精湛!

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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 5 A+ W1 ~: d0 q& C, \7 m
我觉得可以从下面两点比较:
$ O8 y% K* O# Z$ e. f, W1,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 ...

: u% ~4 x+ O$ p/ j& B+ a! f+ {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。
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。
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
发表于 2012-8-27 15:42:29 | 显示全部楼层
佩服佩服!
发表于 2012-8-27 17:42:40 | 显示全部楼层
楼主
: M! W/ |+ H$ [6 k) c! L小白请教
: Y! o3 y2 D/ J8 D. p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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