Ansys軸承過(guò)盈裝配

2017-03-05 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

對(duì)于機(jī)械專業(yè)的學(xué)生來(lái)說(shuō),幾何公差與配合絕對(duì)是重中之重。但是可能大部分學(xué)生主要還是停留在查詢機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)上,并不清楚間隙量與過(guò)盈量不合適會(huì)導(dǎo)致配合時(shí)出現(xiàn)什么后果,或者也只能直觀的感覺(jué)塞不進(jìn)去或者有松動(dòng)。下面我就用一個(gè)深溝球軸承大過(guò)盈配合分析來(lái)說(shuō)明一下,在大過(guò)盈的情況下,軸承會(huì)受到多大的傷害。

問(wèn)題產(chǎn)生

小高:怎么樣,軸承到了嗎?

小王:到了,3*8*4(內(nèi)徑*外徑*厚)的軸承40個(gè)。

小高:我這邊錳鋼也選好了,不過(guò)最小的只有直徑3.2mm的,不知道裝不裝得進(jìn)去。

小王:每邊才過(guò)盈0.1mm,別擔(dān)心,好裝。

小高:好嘞!

......幾分鐘之后

小王:怎么啦,還沒(méi)裝好嗎?

小高:你幫我扶著,我拿錘子錘進(jìn)去。

后面就不說(shuō)了,結(jié)果就是軸承直接爆圈了,勉勉強(qiáng)強(qiáng)可以轉(zhuǎn)動(dòng)也是磕嗒磕嗒的。

很明顯,在0.1mm的過(guò)盈量下,軸承內(nèi)部滾珠有明顯的大變形。下面就開(kāi)始對(duì)著問(wèn)題進(jìn)行研究。

工況

直徑3.2mm的錳鋼強(qiáng)行塞入規(guī)格為3*8*4mm的普通微深溝球軸承。由于軸承具有周期性,每一周期內(nèi)部又具有對(duì)稱性,因此整體建?？梢院?jiǎn)化為半個(gè)軸承周期。(此分析中不考慮端蓋以及擋圈),下面是幾何模型與簡(jiǎn)化后的模型(錳鋼由于有限元建模需要,中間掏空了一小部分,但并不影響整體分析)

Ansys軸承過(guò)盈裝配ansys分析案例圖片1

有限元模型建立(前處理在hm中進(jìn)行)

將上述建立好的幾何模型導(dǎo)入hm中,對(duì)各部分進(jìn)行網(wǎng)格劃分,如下(接觸分析的話盡量保證網(wǎng)格的質(zhì)量,要不可能會(huì)很難收斂)

Ansys軸承過(guò)盈裝配ansys分析案例圖片2

屬性賦予

在3D面板下的ET Types中創(chuàng)建一個(gè)solid185單元的鏈接,然后在properties中創(chuàng)建solid185單元屬性,創(chuàng)建兩個(gè)材料分別為bearing與steel,均為雙線性等向強(qiáng)化彈塑性材料,弾性模型:2.1e5MPa,泊松比:0.3,摩擦系數(shù):0.1,切線模量:1e4MPa,屈服極限分別為450MPa與900MPa,然后將創(chuàng)建好的單元以及材料分別賦予軸承和錳鋼。

接觸創(chuàng)建

這里需要?jiǎng)?chuàng)建三各接觸對(duì),分別為軸承外圈與滾珠,軸承內(nèi)圈與滾珠,錳鋼與軸承內(nèi)圈。統(tǒng)一使用增廣的拉格朗日算法,高斯點(diǎn)檢測(cè),允許每一子步更新接觸剛度,不自動(dòng)調(diào)整接觸對(duì)。其中軸承與滾珠的接觸不考慮接觸對(duì)偏移和穿透,錳鋼與軸承的接觸僅考慮接觸對(duì)偏移并且漸進(jìn)施加(在conf中施加0.1mm的接觸對(duì)偏移模擬過(guò)盈量)

邊界條件建立

Ansys軸承過(guò)盈裝配ansys培訓(xùn)的效果圖片3