兩端軸承支承的受壓夾送輥仿真分析

沈石頭

如下面幾個圖所示，這是一個兩端安裝滾動軸承的夾送輥受力分析，壓力是作用輥子表面，夾送輥是成對使用，這里分析的是下輥，由上輥提供壓力通過鋼板作用在下輥上，分析軟件是ANSYS。這里有幾個問題需要請教：

" l+ Q, F* W; T2 `, ^# ?$ X) k" Z8 V+ @: }1.約束：軸端定位安裝的方式是滾動軸承，在計算時可認為是兩端簡支，而且這里應用的是調心滾子軸承。選擇約束方式時個人糾結于三種"Frictionless Support","Cylindrical Support","Compression Only Support",這三種約束方式的定義很相似。

. F  D5 o' R. e& q/ }2.加載方式：壓力是通過輥子作用在鋼板上，再傳遞到輥子表面。正常情況下是彈性的圓柱體與剛性平面接觸，接觸面為長條形。因為其中涉及到彈性變形，本人沒有詳細計算接觸面的寬度，也沒有作表面印記，直接在輥子的三維上拉起了一個寬2mm的高2mm的平面作為力的作用面（見附圖），
加載方式是直接選force,大小為500000N，指向凸臺方形表面。
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疑問：1.約束方式不同，自然結果也不同，上面這三種約束哪種比較適合我這個工況？　
9 ]: G4 F& T& E　　　2.軸頭安裝軸承的位置有個R的倒角，效果避免應力集中的，但是在三種約束方式下，未倒角的分析結果Equivalent,應力集中在臺階根部數據在80～110MPa之間，但是加上了這個R=2mm的圓角（軸承外徑200mm）之后應力集中值“Frictionless Support”約束方式在200MPa左右，"Compression Only Support“約束方式在350MPa左右,"Cylindrical Support"約束方式在510MPa左右,，這是什么原因，倒了圓角反而應力集中更厲害了？而且有了這個倒角后，,"Cylindrical Support"約束方式對應的輥子撓度變大了，其余兩種約束方式的撓度不變。
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( }0 v2 @6 I& v補充：如果輥身表面材料和軸頭材料的彈性模量值不同，在分析時是不是需要分別定義材料，添加新材料?比如一般鋼材的E＝205E9,球墨鑄鐵E=150E9

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pengzhiping

用什么軟件分析的

kuziniezuofu

會安塞的都是神人

eddyzhang

我覺得可以從下面兩點比較：
1，既然樓主先定義為簡支，那么就是看實際有沒有軸向位移。Frictionless Support允許有軸向位移，Cylindrical Support可以根據需要去控制是否有軸向位移，沒有的話，那么就有分力存在。Compression Only Support有分力存在，估計是因為正向壓力引起的。但是Compression Only Support施加面上面有因距離因素引起的應力分布不均勻。但是我個人更傾向于選擇Cylindrical Support。我建議樓主將軸承部分建模做更細致分析。

5 f& q  }* R4 H9 ^8 c5 N2，關于應力集中問題，樓主可以先將圓角去掉，求解出相應部位的應力，再根據圓角的應力集中系數去求。
) F8 p. R/ ^3 O/ A; e2 A6 @* N9 y) c另外，軸肩處的端面是否跟其他有接觸也要考慮到。
3，理論求解和實際有限元求解有多大差距？圓角處網格劃分要細化。
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海鵬.G

LZ是直接上手ANSYS WB？我有段時間心血來潮想入個門，是學APDL，很是迷糊。后來一忙又放下了。始終覺得要先搞定力學基礎和和變分思想的數學基礎，有點難。WB感覺就像是個黑盒。分網處理，單元選擇，加載方式，結果判斷合理與否。沒底。。。

沈石頭

eddyzhang 發表于 2012-8-25 21:10
/ A% s  D* r. V! c% h! Q我覺得可以從下面兩點比較：
% p( C6 L7 E0 ]2 [, Y0 U- m1，既然樓主先定義為簡支，那么就是看實際有沒有軸向位移。Frictionless Supp ...

非常感謝！您的回答將幾個約束的區別說得很清晰，給我提供了后續分析的思路。

fengtao666

學習了，我在學WB過程中也遇到約束的問題，很是苦惱。

lile19891223

樓主你好，可以發一份ansys安裝包給我嗎？或者下載地址也行 414132040@qq.com

張強aiai

佩服佩服！

意可機電

樓主
小白請教
在位移分析時顯示位移量是2.458e-003（mm），這是幾絲的位移，怎么換算？