两端轴承支承的受压夹送辊仿真分析

沈石头

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：
% B: W! b: N# d/ `$ q: r
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。

4 x; B; n( J6 s: g, J( H# R2.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），
" }) b; Q* w4 ~* a6 p$ b( Z加载方式是直接选force,大小为500000N，指向凸台方形表面。

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。
, I1 t2 e+ _4 K5 f  Z! g　　　　　
. n" _4 T2 y  e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
, j+ c6 f- g' |, M$ E
( L! w0 U2 u4 U, v- u8 p

2 b7 d' l; b. P& U, U

) r: y+ X) n. Y7 j

pengzhiping

用什么软件分析的

kuziniezuofu

会安塞的都是神人

eddyzhang

我觉得可以从下面两点比较：
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。

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。
$ K3 _6 x0 I9 n" W0 }5 D另外，轴肩处的端面是否跟其他有接触也要考虑到。
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。
  q0 x* J& f5 D

海鹏.G

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。。。

沈石头

eddyzhang 发表于 2012-8-25 21:10
我觉得可以从下面两点比较：
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 ...

4 g6 k) ~$ a- ~$ a4 S$ _: q" }+ a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。

fengtao666

学习了，我在学WB过程中也遇到约束的问题，很是苦恼。

lile19891223

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

张强aiai

佩服佩服！

意可机电

楼主
小白请教
( [6 v) H6 S- k+ H8 `3 {: D# Y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？