首頁(yè) > 新聞資訊 本文原刊登于Ansys Blog：《Bearing Calculations No Longer a Lot to Bear with Easy-to-Use Automation Tool》
作者：David Bourbonnais | Ansys戰(zhàn)略客戶(hù)經(jīng)理
編輯整理：郭臻 | Ansys結(jié)構(gòu)產(chǎn)品技術(shù)經(jīng)理
眾所周知，螺母和螺栓在一起能夠用于緊固部件，但讓部件保持運(yùn)動(dòng)的大功臣則是軸承。在機(jī)械工程中，軸承是幫助平衡運(yùn)動(dòng)和減少運(yùn)動(dòng)部件之間產(chǎn)生摩擦的機(jī)器元件。例如，軸承可以控制部件的線性運(yùn)動(dòng)或繞軸旋轉(zhuǎn)，還可以通過(guò)控制影響部件的矢量來(lái)防止運(yùn)動(dòng)。
如此纖小的元件竟有如此強(qiáng)大的功能，因此軸承計(jì)算無(wú)疑是機(jī)械設(shè)計(jì)中最具挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域之一：精度至關(guān)重要。為了實(shí)現(xiàn)整體設(shè)計(jì)的成功，必須對(duì)軸承進(jìn)行精確建模。但要獲得各種各樣的軸承特性和幾何細(xì)節(jié)，對(duì)于工程師和設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)并不容易。
作為全球領(lǐng)先的軸承制造商，SKF利用SKF Bearing開(kāi)發(fā)了一款解決方案，這是一個(gè)免費(fèi)的應(yīng)用編程接口（API），通過(guò)提供對(duì)10,000多種軸承型號(hào)的準(zhǔn)確剛度數(shù)據(jù)的訪問(wèn)，能夠簡(jiǎn)化軸承選擇、分析和仿真的繁瑣過(guò)程。
SKF Bearing為嵌入到Ansys Mechanical中使用而設(shè)計(jì)，可在結(jié)構(gòu)有限元分析（FEA）期間使軸承選擇過(guò)程變得簡(jiǎn)單和自動(dòng)化，因此無(wú)論初學(xué)者還是專(zhuān)家，所有用戶(hù)都能輕松進(jìn)行仿真。
準(zhǔn)確、自動(dòng)地選擇軸承
SKF總部位于瑞典，并在全球各地設(shè)有辦事處。該公司提供的解決方案可用于減少摩擦和二氧化碳（CO2）排放，同時(shí)提升機(jī)器的正常運(yùn)行時(shí)間和性能。SKF不僅專(zhuān)注于開(kāi)發(fā)，還大力投資研發(fā)（R&D）并高度重視可靠性和可持續(xù)性，從而推動(dòng)智能、清潔發(fā)展。
該公司的主要產(chǎn)品和服務(wù)涉及旋轉(zhuǎn)軸，包括軸承、密封件、潤(rùn)滑管理、人工智能（AI）系統(tǒng)和無(wú)線狀態(tài)監(jiān)控。此外，除了實(shí)體的零部件和硬件產(chǎn)品，SKF還開(kāi)發(fā)了軸承仿真軟件和建模解決方案，包括與第三方工具集成的API，以幫助客戶(hù)更準(zhǔn)確、更輕松地仿真軸承。
此前，SKF工程軟件部門(mén)產(chǎn)品經(jīng)理Hedzer Tillema在Ansys Level UP 3.0工程仿真大會(huì)上介紹了最新的API之一。
SKF高管在Level Up 3.0工程仿真會(huì)議上介紹了SKF軸承APP應(yīng)用
SKF Bearing是通過(guò)Ansys應(yīng)用定制化工具包（ACT）開(kāi)發(fā)而成，該工具包通過(guò)創(chuàng)建定制化指導(dǎo)流程（被稱(chēng)為“向?qū)А保箞F(tuán)隊(duì)能夠?qū)崿F(xiàn)工作流程的自動(dòng)化。這些向?qū)橛脩?hù)提供了可訪問(wèn)的分步式界面，并針對(duì)選定的任務(wù)和程序來(lái)定制應(yīng)用。如上所述，SKF Bearing旨在簡(jiǎn)化Mechanical中的軸承建模和FEA仿真。
Tillema表示，SKF持續(xù)的仿真集成有助于支持最近的“左移測(cè)試”的行業(yè)趨勢(shì)，這意味著工程師和設(shè)計(jì)人員在開(kāi)發(fā)周期早期階段就能夠使用仿真和虛擬測(cè)試。通過(guò)將仿真積極引入開(kāi)發(fā)的早期階段，而不是將其作為后期驗(yàn)證工具，開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)可以更快地獲得關(guān)鍵洞察，從而為設(shè)計(jì)提供信息，防止設(shè)計(jì)失敗并加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。
借助仿真集成和聯(lián)合解決方案，SKF使更多的工程師和設(shè)計(jì)人員都能夠充分利用數(shù)字化轉(zhuǎn)型和仿真技術(shù)。
Tillema認(rèn)為，軸承建模涉及的三大挑戰(zhàn)是：
- 高度非線性的組件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有顯著影響，如果不進(jìn)行詳細(xì)分析，這些影響可能難以被預(yù)測(cè)
- 軸承類(lèi)型多種多樣
- 詳細(xì)的微觀幾何結(jié)構(gòu)和屬性對(duì)整個(gè)系統(tǒng)具有相當(dāng)大的影響。此外，這些屬性被視為機(jī)密的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，所以在設(shè)計(jì)軸承模型時(shí)，它們通常是不可用的
因此，傳統(tǒng)的軸承建模方法涉及多次試錯(cuò)法，這些嘗試往往不僅耗時(shí)，而且成本高昂。
“為了克服這些挑戰(zhàn)，我們有何對(duì)策？”Tillema向Level Up 3.0大會(huì)的與會(huì)者提出了這個(gè)問(wèn)題?！拔覀兊姆桨甘荢KF Bearing應(yīng)用，它有助于減輕仿真工程師開(kāi)展軸承建模的負(fù)擔(dān)?！?/span>
因此，這款應(yīng)用并非用于精細(xì)化地仿真滾動(dòng)軸承或研究軸承性能的影響。事實(shí)上，SKF Bearing的用途在于幫助準(zhǔn)確表示軸承剛度，以增強(qiáng)和簡(jiǎn)化軸承仿真。
三步簡(jiǎn)化軸承分析
SKF軟件開(kāi)發(fā)人員Abhinand Pusuluri在Level UP 3.0會(huì)議上展示SKF軸承的應(yīng)用：通過(guò)SKF的NU 315 ECP單排圓柱滾子軸承
只需點(diǎn)擊鼠標(biāo)，SKF Bearing即可為您計(jì)算模型所需的測(cè)量值。軸承采用剛性環(huán)法進(jìn)行建模，同時(shí)應(yīng)用程序與SKF云服務(wù)器通信，以獲得真實(shí)軸承剛度的準(zhǔn)確表示。為確保真實(shí)性，這種表示方法考慮了滾動(dòng)元件和軸承滾道之間的詳細(xì)接觸以及軸承的完整微觀幾何結(jié)構(gòu)。因此，SKF Bearing具有許多優(yōu)勢(shì)，包括：
- 簡(jiǎn)化軸承分析和仿真，并使其易于使用
- 可訪問(wèn)超過(guò)10,000種軸承型號(hào)，其中包含所有常見(jiàn)的軸承類(lèi)型
- 基于云的在線工具可確保提供最新的軸承數(shù)據(jù)，包括宏觀和微觀幾何結(jié)構(gòu)，這有助于表示最準(zhǔn)確的軸承剛度
為了進(jìn)一步提高精度，SKF Bearing應(yīng)用采用了兩種建模方法：
- 主要用于靜態(tài)分析的非線性剛度模型，其中可以檢索最終的軸承載荷
- 主要用于動(dòng)態(tài)分析（如諧波振動(dòng)頻率分析）的恒定剛度模型
此外，您可以選擇軸承表面并輸入您想在模型中使用的軸承的坐標(biāo)系。更方便的是，可以使用SKF在線計(jì)算工具SKF Bearing Select來(lái)查找最適合您項(xiàng)目的軸承列表。此外，還可以輸入獨(dú)特的參數(shù)，如間隙和速度。
利用SKF軸承應(yīng)用程序和Ansys Mechanical在力矩中快速生成的軸承仿真結(jié)果
利用Ansys Mechanical中的SKF Bearing大顯身手
軸承剛度會(huì)對(duì)機(jī)器和系統(tǒng)行為產(chǎn)生重大影響。利用SKF Bearing，可通過(guò)易于使用的向?qū)лp松創(chuàng)建滾動(dòng)軸承模型，準(zhǔn)確顯示軸承剛度，并可直接訪問(wèn)SKF目錄中的10,000多個(gè)軸承型號(hào)。
（文章來(lái)源公眾號(hào)：Ansys）
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