您好,欢迎来到中国轴承网   请 登录免费注册
服务热线:
当前位置:首页 >> 资讯频道 >> > 技术应用 >> 基于ANSYS/LS -DYNA的B - 1416滚针轴承

基于ANSYS/LS -DYNA的B - 1416滚针轴承

时间:2017-10-19 10:55:00   来源:中国轴承网   添加人:admin

  径向滚针轴承采用长径比大的滚针作为滚动体,能够承受较大的径向负荷,并且可以不用内圈或外圈甚至保持架,占用空间小,有利于机械的紧凑设计,在结构空间受限和径向载荷较大情况下应用较为广泛。

  本文以B-416型无内圈滚针轴承为例,以显式动力学为基础,采用UG软件建立实体模型,然后导入ANSYS /LS-)YNA软件实现滚针轴承在一定转速和载荷下的仿真分析,求解滚针轴承应力、位移、转速以及振动速度、加速度等动态特性。

  1显式动力学的基本控制方程ANSYS/LS-)YNA是一个以显式求解为主,兼有隐式求解功能的非线性有限元分析软件。显式算法由于采用动力学方程差分格式,既不需要直接求解切线刚度,也不需要进行平衡迭代,计算速度快,可节省大量计算时间2.显式动力学有限元分析系统的求解方程为:St、t、t分别为系统节点在时间t的加速度向量、速度向量和位移向量;Qt为节点载荷向量。

  差分格式对运动方程进行积分。在中心差分法中加速度和速度分别为:将式(2)、式(3)代入测量方法H对径向载荷设定值的要求,轴承受的合成径向载荷为150N,转速为1 500r/min,压力简化为均布压力施加在外圈宽度的中部,与水平面成45°角,转速施加在空心轴的外表面上。加载示意如所示。

  3仿真结果分析根据上述建立的有限元模型、边界和载荷条件,将计算时间取为100ms.现代制造工程(Modern加载示意3.1轴承的等效应力分布情况在计算结果中轴承在25、50mS时刻的应力云图、滚针在50ms时刻的应力云图及轴承在50ms时刻的切片应力云图如所示。对比所示的4个应力云图,可以看出轴承在运转过程中滚针的受力位置时刻发生变化,承受载荷的滚针数目和最大应力值也随着发生变化,接触应力集中在滚针与内外圈接触区域,滚针在接触面中心的接触应力最大,沿着远离接触中心的方向,接触应力逐渐减小,这与赫兹弹性体接触理论的应力分布规律是致的。

  在c所示的滚针应力云图中,选取滚针上接触面中间及中心两边的3个单元,分别为单元34701、单元34721及单元34676,做出3个单元的等效应力时间历程曲线如所示,可以看到接触点中心单元34701对应的A曲线的单元应力值比B曲线和C曲线的应力值大。

  轴承三维应力云图不同单元的等效应力时间历程曲线3.2滚针运动情况0后处理软件,能清楚地表征各个物理量在整个时间域上的变化过程。选取滚针上与外圈接触点较近的节点14 038,做出该节点X、Y方向和总速度曲线,如所示。

  针直径;a为轴承的接触角0.提取中有限元仿真的结果与理论公应力集中现象明显并超过了材料的屈服极限,应在塑性力学范畴内研究滑块的变形与应力分布规律。