两端轴承支承的受压夹送辊仿真分析

沈石头

1 r0 P9 v5 ?8 ]1 S1 z) p1 o
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：

0 L8 G1 o9 C. A+ y1.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。

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），
- J- |- V! j, Z# N6 |! X加载方式是直接选force,大小为500000N，指向凸台方形表面。
3 V, j: n$ Q* m5 C. v7 d
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？　
　　　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。
' S2 T8 x$ p. q5 j# h0 C　　　　　
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
! b* W4 D" ]* s* j$ c: f




6 W3 j' d* `1 e) ^

' b# F3 D- E9 T! R

journey_west

赞同4楼的第2,3点
9 L* D8 h; w( M* K关于LZ疑问2，未倒角计算出的数值是虚假的；
: T3 i5 a" V* U( N关于LZ补充，如果辊子是球铁，轴是钢，用一种材料参数计算也不对

huawei-hw

, [+ o. \! C! n: f
4 m/ ?# S" A4 V6 j5 z建议你在两个轴承支撑处使用圆柱面约束（释放轴向约束），再找轴端一面施加轴向约束。另外：你这个分析，涉及到上下棍子和板材的接触挤压变形问题，实际是一个接触分析问题。建议你将上下棍子夹板材的装配体，一起导入WB做接触分析，就更接近真实工况。给你传几个不同约束的教程，希望对你有帮助。至于圆角应力集中问题，我也遇到过，但还没什么更好的解决方法，你要是有解决办法了，麻烦你告诉一下哦。

沈石头

雪雷风雨 发表于 2012-8-28 15:48
个人认为：楼主约束应该根据调心轴承的约束，设置约束，及六个约束中的几个。其二楼主的加载是怎么加载，好 ...

; J/ G3 t6 ~& S. A6 S* ?2 B
是有点晕，加载方式前面讲了，因为工况是上下圆柱辊子夹送钢板，接触面是微量的弹性变形，所以不用像理论计算滑动轴承强度那样按照投影面积分布负载，而是以切线接触方式的线载荷；另外轴的倒角是按照轴承的尺寸来的，这个倒角是必须的，其他的破坏方式在我目前的仿真分析中没法看出，但是这个倒角处的应力集中的表现确实存在了，我的疑问是倒角的应力集中情况为什么比不倒角还差；ANSYSWB中导入的文件在没有特别定义时，一律默认为系统中同一弹性模量的材料，所以不同材料的装配件跟定义连接方式没有关系；软件不同其中的一些设置不同，沟通起来比较困难，不免有鸡同鸭讲的尴尬。非常感谢您的热心帮助！

意可机电

沈石头 发表于 2012-8-28 16:42
大哥　你不会是卡在科学计数法上吧。。。2.458e-003mm＝2.458/1000=0.002458mm=0.2458丝，

谢谢楼主
5 ?) x1 `6 z! y我说我是小白没说谎吧，真的不知道e-003是除以1000？的意思。e-001是除以10的意思吧，不难理解
$ J1 f/ g1 ^& L# F5 F/ H5 c学习到了。{:soso_e152:}
  L/ @* |) R: G* ]) l- A

沈石头

意可机电 发表于 2012-8-28 13:46
我在学分析软件，可惜没人带，你知道就告诉我吧，很想知道，丝是0.01mm的，我告诉你了，你也回答我啊。

大哥　你不会是卡在科学计数法上吧。。。2.458e-003mm＝2.458/1000=0.002458mm=0.2458丝，

雪雷风雨

个人认为：楼主约束应该根据调心轴承的约束，设置约束，及六个约束中的几个。其二楼主的加载是怎么加载，好像都没有将，对于圆柱工件，接触应力分布，你可知道？可用平均应力投影面积方法你用吗？其三，轴的倒角有国标，现实中的差异是其实零件破坏不只是应力，没有倒角，可能类似裂纹等原因导致工件破坏。其四，既然是装不同材料，那么就是所你分析的文件也是装配件，只是你在有限元中设置的连接方式要准确。其五本人用的是proe有限元，楼主看完不要晕倒，像你用的软件，分析能力在proe之上，应该都有这些功能吧，另外，差异主要是专业知识。

意可机电

意可机电 发表于 2012-8-27 17:42
' S+ v* M0 _& B& ~  u楼主
小白请教
6 K# |1 G! B2 P+ }: i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？

3 G; h1 C7 A1 l  v8 b我在学分析软件，可惜没人带，你知道就告诉我吧，很想知道，丝是0.01mm的，我告诉你了，你也回答我啊。

意可机电

楼主
小白请教
( o. D/ `$ }4 l0 d2 C: w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？

张强aiai

佩服佩服！