磁流体轴承的ANSYS仿真及偏心性能分析
- 格式:pdf
- 大小:562.91 KB
- 文档页数:4
轴承支架的ANSYS分析题目:试应用ANSYS有限元软件分析图1所示支座(铸造)内部的应力、应变和变形分布,并校核强度。
已知,底板上有四个直径为14mm的圆孔(距离端面均为30mm),其圆面受到全约束,已知材料的弹性模量E=210Gpa,泊松比μ=0.3,许用应力[σ]=160MPa,右端φ60的孔端面(A-B)受到水平向左的分布力作用,分布力的合力大小为15kN。
图1 零件尺寸图有限元分析操作过程:GUI:Utility Menu→File→Change Title,弹出新菜单,如下图所示,命名为file_dazuoyeGUI :MainMenu→Preprocessor→Modeling→Creat→Keypoints→In Active CS,打开创建关键点对话框。
在【Keypoint number】文本框中输入1,在【Location in active CS】文本框中分别输入0,0,0,单击apply按钮。
同理建立另外三个关键点,编号为2至4,分别为(140,0,0)、(140,140,0)、(0,140,0)GUI:MainMenu→Preprocessor→Modeling→Creat→Areas→Arbitrary→Through Kps,弹出拾取线对话框,依次拾取刚刚建立的4条个关键点,需要安顺时针或者逆时针顺序。
点击OK 按钮。
GUI:MainMenu→Preprocessor→Modeling→Creat→Areas→Circle→Solid Circle,弹出拾取线对话框,按照下图所示进行设置输入。
点击OK。
同理在底部建立另外三个孔,半径均为7mm,输入坐标分别为(110,30)、(30,110),(110,110),最终建立图形如下所示。
GUI:MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Divide→Area By Area,弹出拾取面对话框,先拾取大面,点击OK,再次弹出拾取面对话框,再拾取四个小面,点击OK,进行面切割,切割完图形如下所示。
武汉理工大学硕士学位论文基于ANSYS的径向磁力轴承涡流损耗研究姓名:张斌申请学位级别:硕士专业:机械制造及其自动化指导教师:胡业发20070501以使磁力透过容器壁发生作用而将轴承安排在真空容器外面。
因此,磁力轴承真空泵成为目前磁悬浮技术最大的工业应用领域。
仅日本精工精机公司出口到美国的磁力轴承真空泵价值一年就达数十亿美元。
目前,S2M公司生产的磁力轴承和高速电机已经有60,000套用于半导体制造业的涡轮分子泵。
图1-2储能飞轮图1-3磁悬浮主轴铣削实验(3)机床中的应用磁力轴承在机床中主要用于超高速铣削、磨削机床。
超高速加工一直是机械切削加工的一个发展方向。
空气轴承因转子和轴承没有机械接触,使主轴获得高的线速度,但其致命的弱点是支承刚度低、阻尼差、承载能力小,不能满足高速机床主轴承载方面的要求。
而磁力轴承允许在更高线速度的情况下,以其高刚度、大负载和良好的减振性弥补了空气轴承的不足。
2001年6月在法国的ENIM实验室进行了以下试验:在10m/rain的走刀速度下将一个直径25mm的铣刀直接穿透一块平板金属,切深为25mm,如图1.3所示。
这个试验对于机床主轴是极端苛刻的。
在这个试验中S2M的磁悬浮主轴没有受到任何损伤,其儿何形状还是完好无缺的而且可以和以往一样立即启动。
S2M的这种新产品很适合要求高生产率铝切割的航空制造业的发展需要。
在超高速磨削方面,德国Lapp机床制造厂采用了法国S2M公司提供的磁力轴承电主轴B15/1000进行超高速磨削,采用CBIU砂轮,切削速度高达300m/s,满功率15kwt“。
(4)石油和天然气工业中的应用在石油和天然气工业中需要使用低温透平膨胀机、离心压缩机。
法国S2M公司的磁力轴承应用于卡塔尔石化公司的低温透平膨胀机(640kw/21,000rpm)中,用来生产石油、乙烯等石化产品。
这种透平膨胀机在低温环境(一1300C—.1500C)下工作,采用磁力轴承不仅充分利用了其高可靠性,更在将显著加大,导致功耗上升,油的粘度下降,无法满足硬盘高速度、高精度的需要。
产品设计与应用基于ANS YS的磁悬浮轴承转子系统的动力学特性研究万金贵1,汪希平2,高琪1,张飞1(1.上海第二工业大学实验实训中心,上海201209;2.上海大学机电工程与自动化学院,上海200072)摘要:针对一个实际应用的磁悬浮支承柔性转子系统,进行多组参数条件下的有限元模态分析,分别得到系统的前8阶临界转速与模态振型。
将有限元计算结果与试验结果进行对比分析,验证了有限元分析的正确性。
通过对该磁悬浮转子系统的有限元分析表明:/轴承主导型0的低阶临界转速及振动模态是由轴承控制器各控制通道决定的;而/转子主导型0的高阶临界转速及振动模态符合传统的轴承转子系统动力学特性普遍规律。
关键词:转子系统;磁悬浮轴承;ANSYS;动力学特性;临界转速;模态振型中图分类号:T H133.3;O241.82文献标志码:A文章编号:1000-3762(2010)06-0001-05 R esearch on Dyna m ic Character istics of R otor Syste m Suppor tedby AM B B ased on ANS YS M oda l Ana lysisWAN Ji n-gui1,WANG X i-p i n g2,G AO Q i1,Z HANG Fe i1(1.P racti ca l Center,Shangha i Second P olytechn i c University,Shanghai201209,China;2.School ofM echatron i cs Engi neer i ng and Auto m atio n,Shangha iUn i versity,Shangha i200072,Ch i na)Abstr ac t:The fi n ite e l em ent m o da l analysis of the practical flex i ble rotor system supported by A MB is ca rried out ac2 cordi ng to diff e rent gro ups of para m eters.The first8-order cr iti ca l speeds and m ode shapes are sol ved respecti ve ly.The correctness of t he calculati on resu lts is tested and ver ifi ed by t he exper i m ents.The calculati on resu lts are d iscussed and t he dyna m ic characteristi cs of t he rotor syste m supported byA M B are su mmed up.That i s,the"bear i ng-do m i na2 ted"lo w-order critical speeds and vi brati on m odes are dec i ded by the A MB control channe,l and the"rot or-do m i na2 ted"hi gh-order cr iti ca l speeds and vibratio n m odes a re i n li ne with t he universa l la w of dy na m ics character i sti cs of t he conventi ona l beari ng rotor syste m.K ey word s:rotor syste m;ac ti ve m agne ti c beari ng;ANS YS;dy na m ic character i stics;critica l speed;m o de shape主动磁悬浮轴承(acti v e magnetic bearing, A MB)是利用电磁铁产生可控电磁力将转子悬浮支承的一种新型轴承,由于具有一系列独特的优点而引起人们的广泛关注[1]。
——————————————收稿日期:2010-05-24基于ANSYS/LS -DYNA 的陶瓷球轴承仿真与分析王胜1,杨强2,苗晓锋1(1.陕西广播电视大学,陕西 西安 710068;2.西安北方华山机电有限公司,陕西 西安 710043)摘要:陶瓷球轴承以其自身特点广泛应用于机械、机床、精密仪器、船舶、航空等方面,为了更好的发挥陶瓷球轴承特性,以B7005C 滚动轴承为例,运用ANSYS/LS -DYNA 软件,建立了陶瓷球轴承的实物模型与有限元模型,实现了陶瓷球轴承的试算与相关参数的显示运动学仿真,分析了陶瓷球轴承运动过程中的转速、载荷、时间与应力、应变、加速度、载荷、振动之间的关系,结果表明,与已有的滚动轴承运动的理论和实际情况基本吻合。
关键词:滚动轴承;显示动力学;仿真中图分类号:TP391.9 文献标识码:A 文章编号:1006-0316 (2010) 11-0033-04Simulation and analysis of ceramic ball bearing based on ANSYS/LS -DYNAWANG Sheng 1,YANG Qiang 2,MIAO Xiao-feng 1(1.Shanxi Radio and TV University, Xi’an 710068, China;2.Xi'an North Huashan Mechanical & Electrical Co., Ltd., Xi’an 710043, China)Abstract :Ceramic ball bearings are widely used in its own machinery, machine tools, precision instruments, ships, aviation for its features. In this paper, the physical and finite element analysis model of B7005C rolling bearing was built, the paper also achieved the calculation of ceramic ball bearing and kinematic simulation of the relevant parameters, analyzed the relationship of the speed, load, time and stress, load, acceleration vibration in the process of ceramic ball bearing movement. The results show that the rolling movement is basically consistent with the actual situation. Key words :rolling bearing ;display dynamics ;simulation随着制造业的发展,轴承的工作转速越来越高,为减小离心力和陀螺力矩使其能满足更高的要求,滚动体材料改为密度较小的陶瓷材料,其特点在于硬度高、密度低、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、无磁性、绝缘性好、弹性模量大、摩擦系数小、热胀系数小等。
ANSYS 对磁流体流动的仿真分析郭仁宁,武春晓,李锐平辽宁工程技术大学机械工程学院能源与动力工程系,辽宁阜新(123000)E-mail :wuchunxiao2005@摘 要:使用传统的计算流体力学方法可以有效地对磁流体进行数值模拟,但是该方法缺乏直观性,为提高对磁流体流动状态分析的准确性和直观性。
现利用ANSYS 软件对其流动进行二维绕流流场分析,重点模拟绕流状态流场速度和能量的变化,得到较理想的流场图像模拟结果,对结论分析起到了重要作用。
关键词:ANSYS ;磁流体;电解质溶液;绕流中图分类号:TK1. 引言磁流体作为一种新型的液体功能材料,由于它特殊的优点,无论是在理论研究还是在实际应用上,都被人们广泛地关注。
目前磁流体的发展主要有两个方向:一是磁性流体的基础研究,磁流体各种现象与性能的微观机理;二是磁流体的应用研究,主要有液体流动控制、研磨、润滑、密封、热传导、振动、医疗、传感器、印刷、光学仪器等。
电解质溶液能较好的模拟电磁流体在电磁场中的流动现象。
采用计算流体力学方法建立磁流体流动模型,并进行数值模拟,但是传统的数值模拟方法对流场的直观性显示比较困难。
本文运用ANSYS 软件对电解质溶液流动状态进行有限元仿真模拟,对磁流体整体流动进行分析和计算,并建立直观的流场图像模型。
2. 电解质溶液在电磁场下运动的流动模型的基本理论建立流动模型基本假设[1]:①电流密度J 和电磁通密度B 均匀分布且相互垂直;②流体为不可压缩体,在水平放置的通道内流动,其重力影响可以不计; ③流体的密度ρ、电导率σ、动力粘度µ均为常数;流动模型基本方程:l)电流密度方程)(B u E E J d ×+==σσ2)电磁力密度方程B J f e ×=3)连续性方程0=∂∂+∂∂+∂∂=⋅∇zu y u x u u z y x 4)流体运动方程的矢量表达式为u P f dtdu e 2∇+∇−=µρ流体运动方程组:⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧∇+∇−==∂∂+∂∂+∂∂=⋅∇×=×+==u P f dt du z u y u x u u B J f B u E E J e z y x e d 20)(µρσσ 由于方程中电磁参数和流体参数紧密联系,再加上电磁和流体两者不同的边界和初始条件,从而导致求解比较困难。