案例6 轴承连接仿真分析

轴承是当代机械设备中一种重要零部件。它的主要功能是支撑机械旋转体，降低其运动过程中的摩擦系数，并保证其回转精度。在机械行业中，轴承被极其广泛的应用各种机器中，为了保证其安全性，有必要分析它的受力情况，以便采取对应的措施。

该案例模拟了轴承结构内部零部件间的连接，并得到轴承受压后的应力情况。模型简化图如下图所示：

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何设置轴承结构与材料相关选项
  • 学习如何合理设置轴承边界条件
  • 学习如何设置求解器
• 后处理结果分析展示
  • 结果云图

本案例使用的网格模型为bearing

步骤一：导入网格

进入静力学分析模块，点击“静力学分析”下的“网格”，导入输入文件的网格，本案例网格名为bearing.med。如下图所示：

步骤二：设置线性接触

点击“线性接触”后的“+”，创建两个线性接触，连接方法均使用“绑定”及其它默认设置。

步骤三：单元设置

单元设置主要目的是设置单元类型，在静力学模块中，单元类型可以设置为三维完全积分单元与三维缩减积分单元两种；网格类型可分为一阶网格与二阶网格两种。当单元设置为手动时，可对子模型进行单元设置。设置如下图所示：

步骤四：全局模型

设置沿Z轴负向的重力加速度，大小为9.8m/$s^2$。具体设置如下图所示：

步骤五：材料设置

点击材料后的“+”，定义材料属性为“铁”。如下图所示：

步骤六：边界条件与荷载

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“压强”，压强的值使用表格输入。

再次点击“+”，添加“位移约束”

再次点击“+”，添加“对称约束”

步骤七：求解器设置

在偏微分方程求解的几种数值方法中，有限元方法最为通用，在工程领域应用也最为广泛。

以本案例为例，采用MUMPS计算方式.默认设置求解器设置如下图所示：

步骤八：时间步设置

采用“多分析步”，结束时间为5s，步长为1s，计算核数调到4。

步骤九：结果设置&计算

可在结果设置中选择所需的场，如下图所示：

点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。操作如下图所示：

步骤十：结果展示

查看计算结果——点击“结果云图”。在“物理场”下拉菜单中可以设置不同结果的名称。具体结果如下图所示：