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CAE 仿真在轴承产品设计中的应用 安世亚太科技股份有限公司 CAE 仿真技术在轴承产品设计中的应用简介 轴承的是利用光滑的金属滚子或者内圈和外 圈的金属面来减小摩擦，使设备平稳运转的部件。 主要分为滚动和滑动两大类，其中又根据结构用 途等分为很多小类。轴承是旋转设备的基础部件， 它的精度和稳定性直接影响到各种类型的设备的 精度和工作性能；在轴承的工作过程中会有接触， 振动，噪音，发热等工程问题，所以我们需要利 用CAE 分析对它的设计进行指导，他所涉及的CAE 仿真问题包括以下几个方面 轴承接触分析  轴颈轴瓦接触分析  滚动体和内外圈接触分析  滚动体和保持架接触分析 工作时由于轴颈与轴瓦的接触或内外圈与滚动体接触会产生摩擦，导致表面发热、 磨损，可利用Ansys 的接触分析功能对接触表面的压力和摩擦应力做仿真。 轴承强度与刚度分析  轴承外圈刚度分析  轴承内圈刚度分析  轴承保持架刚度分析  简化滚动体得轴承刚度分析 轴承在工作过程当中不能有太大的变形以及超出许用应力发生破坏，利用Ansys 可以模拟轴承 各个部分收到的应力以及变形情况，来确定轴承的工作情况。 CAE 仿真在轴承产品设计中的应用 安世亚太科技股份有限公司 轴承动力学性能分析  轴承动态载荷分析  轴承固有频率分析  轴承谐响应分析 利用Ansys 可以仿真计算轴承本身的固有频率以及在承受简谐载荷的响应，轴承在转动 的时候应力变形随时间变化的规律。 轴承温度以及热应力分析  轴承摩擦引起的热分析  温升引起的应力分析  轴承装配体的温度分析 热效应对轴承性能的研究一直被认为是一个重要的课题。一方面轴承接触面由于高速旋 转摩擦生热产生热，另一方面有些轴承是在高温环境中工作的，温升导致的碾瓦和咬粘以及 磨损等问题会引起的摩擦原件频繁的失效。这些可以利用Ansys 热分析以及热结构耦合分析 来仿真。 轴承疲劳分析与内部流场CAE 分析  轴承零部件疲劳寿命分析  动压油膜轴承流场分析  多叶浮环轴承油膜流体动力学分析  静压轴承流股耦合分析  静压轴承辊环气膜压力分布  橡胶合金水润滑轴承流体域仿真分析 CAE 仿真在轴承产品设计中的应用 安世亚太科技股份有限公司 通过进行Ansys 流体分析可得到轴承当中流体润滑部分的压力分布，流体动力特性，以 及液体润滑轴承的稳定性。还可以通过Ansys 疲劳分析软件对轴承的疲劳寿命作分析。 轴承可靠性分析 轴承的产量一般是很大的，由于制造原因，轴承的几何参数材料参数等等都不是确定的， 而是符合某种概率分布的，这样我们就可以使用Ansys 随机有限元分析来确定输出参数如应 力、变形的概率分析，来实现轴承性能的可靠性设计。 相关CAE 软件模块： 几何建模：Ansys DesignModeler、Ansys SCDM 结构仿真分析： Ansys Mechanical 多体动力学分析： Recurdyn 疲劳寿命分析： Ansys nCode Designlife 、Fe-safe、Ansys Fatigue 流体仿真分析： Ansys CFX 、Fluent 多物理场耦合分析：Ansys Multiphysics 设计优化分析： Ansys DesignXploer