基于ANSYS的深沟球轴承接触应力应变分析
基于ABAQUS的混合陶瓷球轴承接触问题数值分析
基矛ＡＢ ＡＱＵＳ的混合陶瓷球轴承接触问题数值分析 ， 冯艳宏，任成祖，高磊 （天津大学先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津３０００７２） 摘 要：简单介绍了ＡＢＡＱＵＳ软件，使用该软件可以进行接触非线性问题求解，作者应用ＡＢＡＱＵＳ 软件建立了陶瓷球轴承简化的曲面一球接触模型，并进行了接触分析。 关键词：混合陶瓷球轴承；ＡＢＡＱＵＳ；接触分析 中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ｂ 混合陶瓷球轴承以其离心力小、刚性大、旋滚 比小、边界润滑或无润滑条件下摩擦因数小等优点 得到人们的青睐。陶瓷球轴承是从金属轴承发展而 来，具有一定的传承性，但是陶瓷材料的物理和机 械性能与金属材料存在着较大差异，因此不能简单 地沿用传统的金属球轴承的经验公式。要想充分发 挥陶瓷材料的优势，必须研究适合陶瓷球轴承的设 计理论和方法。 球轴承存在着多处非常重要的接触。滚珠与内 外滚道的Ｈｅｒｔｚ接触是轴承分析最基本和核心的内 容。接触应力和变形是２个物体相互挤压时，在接 触部位邻近的应力和变形。接触面的形状取决于两 物体在接触点（或接触线）的曲率，接触面积随负 荷增加而增加。接触应力和变形问题的分析就在 于：计算接触部位的应力分布、接触面的形状和尺 寸以及两物体的相互趋近量【ｌ】。 有限元法是随着电子计算机技术的发展而迅速 发展起来的一种求解数学物理问题的近似数值解 法。目前，在解决接触问题方面已广泛采用有限元 法来确定接触表面上的应力和变形等。在众多有限 元分析软件中，ＡＢＡＱＵＳ在求解接触非线性问题 方面具有强大的功能。 １ ＡＢＡＱＵＳ软件简介 ● ＡＢＡＱＵＳ是国际上先进的大型通用有限元计 算分析软件之一，具有很好的模拟性能。其解决问 题的范围从相对简单的线性分析到许多复杂的非线 性问题 。它有一个丰富的、可模拟任意几何形 状的单元库和与之相应的材料模型库。 ＡＢＡＱＵＳ／ＣＡＥ是完整的ＡＢＡＱＵＳ运行环 境。ＡＢＡＱｕＳ／ＣＡＥ分为若干个功能模块，每一个 功能模块定义了建模过程中的一个逻辑方面。下面 是经常使用的几个模块： Ｐａｒｔ：用于创建各个单独的部件； Ｐｒｏｐｅｒｔｙ：定义材料特性和截面几何形状，并 将它们赋予部件的某一部分； Ａｓ ｓｅｍｂｌｙ：创建部件的实体，完成模型的装 配； Ｓｔｅｐ：定义分析步骤、提出需要哪些变量输出； Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ：定义接触属性，指定模型各区域之 间的接触关系； Ｌｏａｄ：指定载荷条件和边界条件； Ｍｅｓｈ：剖分单元； Ｊｏｂ：将输入的文件提交ＡＢＡＱｕＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ（或 ＡＢＡＱｕＳ／Ｅｘｐ１ｉｃｉｔ）进行计算； Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ：用图形读出计算结果并进行后 处理。 一个典型的分析过程如图１所示，建模完成 后，ＡＢＡＱｕＳ／ＣＡＥ会生成一个输入文件，用户把 它提交给ＡＢＡＱｕＳ／Ｓｔａｎｄａｒｄ或ＡＢＡＱｕＳ，Ｅｘｐ１ｉｃｉｔ 求解器进行分析计算，同时发送信息给ＡＢＡＱＵＳ／ ＣＡＥ以便对作业的进程进行监控，并产生输出数 据。最后，用户通过Ｖｉｓｕａｌｉｚａｔｉｏｎ模块阅读输出数 据，观察分析结果。
基于SolidWorks Simulation的深沟球轴承有限元分析
基于SolidWorks Simulation的深沟球轴承有限元分析
针对00系列的16001的深沟球轴承，运用SolidWorks Simulation插件对其进行有限元分析，得到了深沟球轴承在负载工况下的应力、应变、位移、疲劳云图。
标签：SolidWorksSimulation；有限元分析；深沟球轴承；疲劳分析
引言
SolidWorks是美国Solidworks公司推出一款三维机械设计软件，由于其性能优越、简单实用而成为三维机械设计的主流软件之一。Simulation是集成在SolidWorks软件中的用于有限元分析的插件。深沟球轴承在机械行业中应用十分广泛，基本都是由外圈、保持架、滚动体、内圈四个部分组成[1]。深沟球轴承的设计极其复杂，传统的方法早就不能达到现代机械行业发展的要求。利用SolidWorksSimulation插件对轴承进行设计分析，可以极大缩短设计周期，提高效率[2]。
1 深沟球轴承三维模型的建立
1.1 轴承参数及工作环境
由于工作需求，电机轴上选用型号为00系列16001的深沟球轴承，其参数如表1。轴承承受径向载荷为400N，轴向载荷为300N，转速180r/min，工作环境温度为80℃。
表1 00系列16001轴承参数
1.2 建立轴承模型
建立轴承模型调用标准库或根据参数自行建模，由于SolidWorks中含有标准轴承库，分析模型直接调用。单击“工具”菜单，并启动Toolbox。Toolbox是SolidWorks的标准零件库插件，含有轴承、螺钉等各种标准零件，给设计和仿真带来了极大的便利。直接从库中插入型号为16001深沟球轴承的标准模型，如图1。
2 仿真分析
三维模型建成后，用SolidWorksSimulation对深沟球轴承三维模型进行应力、应变、位移和疲劳分析。
2.1 创建算例并指派材料
启动Simulation插件，点击“算例顾问”并创建一个“新算例”，单击“静态分析类型”。绝大多数轴承的材质都是高碳铬轴承钢，固在“应用材料”中找到并选择“GCr15”，并输入屈服强度为518420000N/m2[3]，选择“应用”并关闭选项卡。
ansys接触应力计算公式
ansys接触应力计算公式
ANSYS软件中接触应力的计算公式可能会因具体的模型和算法而有所不同。在ANSYS的罚函数法中，假设零件之间的接触假设成两个节点之间通过弹簧连接，通过以下计算公式来求解两个接触面之间的接触压力：
FNormal = KNormal × penetration
其中，KNormal为两个接触面之间的接触刚度，penetration为两个接触面之间的穿透量。这种算法的精度较依赖于接触刚度和穿透量的大小。在实际情况下，两个零件表面是不会有穿透的，这是一种为增强收敛性而进行的数值近似方法，因此，穿透量越小，计算结果精度越高，但同时收敛性较差。
另外，在ANSYS的拉格朗日算法中，接触压力作为一个自由度来满足接触兼容性。不需要计算接触刚度和穿透量来计算接触压力，而是将他看做一个自由度。
以上内容仅供参考，如需更具体的信息，建议咨询专业的工程师或查阅ANSYS软件的使用手册。
基于Solidworks Simulation的轴承过盈配合接触应力分析
创新与实践 ＴＥＣＨＮ０ＬｏＧＹ ＡＮＤⅣ ＲＫＥＴ
基于Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ的轴承
过盈配合接触应力分析
王 斌
（中车株洲电机有限公司，湖南株洲４２１００１）
摘要：利用有限元Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ软件对球轴承内圈过盈接触问题进行仿真分析，通过求解出应力、应变和位移 云图，找出了轴的最大应力、周向应力、径向应力和径向位移。过盈配合接触应力分析可为牵引电机主轴轴承过盈配合 的设计和校核计算提供理论依据，同时为判断轴承压装到位提供依据。 关键词：轴承；ＹＱ一３６５；牵引电机；过盈配合；接触应力
Ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔｒｅｓｓ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｉｔ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ＷＡＮＧ Ｂｉｎ
（ＣＲＲＣ Ｚｈｕｚｈｏｕ ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏ．，Ｌｔｄ．Ｚｈｕｚｈｏｕ ４２１００１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｂｅａｒｉｎｇ ｉｎｎｅｒ ｒａｃｅ ｉｎｔｅｒ． ｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｎｔａｃｔ．Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｔｒｅｓｓ ｎｅｐｈｏｇｒａｍ，ｓｔｒａｉｎ ｎｅｐｈｏｇｒａｍ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｎｅｐｈｏｇｒａｍ，ｆｉｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｏｆｍａｘｉｍｕｍ ｓｔｒｅｓｓ
．ｃｉｒｃｕｍｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｔｒｅｓｓ．ｒａｄｉａｌ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｒａｄｉａｌ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｉｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｃｈｅｃｋ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｆｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｓｈａｆｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ，ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｂａｓｉｓ ｆｏｒ ｊｕｄｇｉｎｇ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｅａｒｉｎｇ；ＹＱ一３６５；ｔｒａｃｔｉｏｎ ｍｏｔｏｒ；ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ；ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔｒｅｓｓ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｉ．ｉｓｓｎ．１００６—８５５４．２０１７．０１．００６
基于romax的深沟球轴承的静态仿真接触分析
第
40卷第
6期
2019年
12月Vol.40 No.6
Dec. 2019大连大学学报
JOURNAL OF DALIAN UNIVERSITY
基于ROMAX
的深沟球轴承的静态仿真接触分析
孙震震，李玉光：王淑芬，杨铎，李富强
（大连大学机械工程学院，辽宁大连116622
）
摘 要：在经典的深沟球轴承接触分析中，大都把钢珠、套圈、轴、轴承座视为是刚性曲，其变形是局部的；或者利用有限元
分析软件进行有限元分析时把钢珠、套圈有限元化，忽略轴、轴承座对轴承的影响。这两种情况都降低了深沟球轴承接触分析
的准确性。针对这种问题，将仿真软件ROMAX
运用到深沟球轴承的静态接触分析中。以KOYO 6910
深沟球轴承为例，采用
ROMAX
软件建模，并对所建的模型进行刚性分析和柔性分析，结果表明：ROMAX
软件所建模型的刚性接触分析结果与经典
理论计算结果具有一致性；柔性分析结果显示钢珠所受载荷更加均匀，套圈变形的起伏更小。同时在该柔性模型的基础上分析
了工作间隙对深沟球轴承接触载荷、接触变形的影响，为后续的轴承功耗损失研究提供参考。
关键词：深沟球轴承；ROMAX
；柔性分析
中图分类号：TH133.33
文献标识码：A
文章编号：1008-2395（2019）06-0021-06
收稿日期：2019-10-31
基金项目：国家自然科学基金
（51405053
）；航空动力装备振动及控制教育部重点、实验室开放课题基金（VCAME201805
）„
作者简介：孙震震
（1990-）,
男，硕士研究生，研究方向：机械设计及理论。
通讯作者：李玉光
（1963-）,
男，教授，研究方向：机械设计及理论。
0
引言
滚动轴承因为结构简单、摩擦因数小、制造成
本低等优点而被大量应用于机械传动系统方面，其
中，具代表性的是深沟球轴承
深沟球轴承主要承受径向载荷，但一般的深沟
球轴承都具有一定的内部间隙，施加轴向载荷时，
深沟球轴承具有一定的角接触轴承的性能。深沟球
轴承不管承受径向载荷还是轴向载荷，都会有部分
基于ANSYS的圆柱直齿轮接触应力分析
基于ANSYS的圆柱直齿轮接触应力分析
摘要：根据轮齿齿廓的数学模型,在ANSYS环境下建立了轮齿平面有限元模型,并进行了应力分析计算.与传统的方法相比,有限元分析法能准确地获得齿轮的真实应力场,为齿轮强度计算提供了可靠的依据.
通过实例阐述了直齿轮的建模方法,并介绍了具体的设计原理,将生成的一对齿轮进行标准安装生成啮合模型。通过ANSYS转化成由节点及元素组成的有限元模型,运用完全牛顿-拉普森方法进行接触应力的静力学求解,并介绍了算法原理。说明了新的接触单元法的精确性、有效性和可靠性。
关键词： 齿轮 Ansys 接触应力 接触分析 有限元
Based on the ANSYS spur gear contact stress analysis
Abstract: According to the mathematic model of a tooth profile of gear,the finite element
model of a flat of gear tooth was established under the environment of ANSYS and the stress of a
gear tooth was analyzed and caculated by means of finite element method. The real stress field
of gear obtained by finite element method was more accurate than that obtained by traditional
method.Therefore,it can provide the dependable basis for strength calculation of teeth of the
gear.
基于ANSYS的齿轮应力有限元分析报告
. . . .
1 / 24 本科毕业设计
论文题目：基于ansys的齿轮应力有限元分析
学生：
所在院系： 机电学院
所学专业： 机电技术教育
导师：
完成时间：
. . . .
2 / 24 摘 要
本文主要分析了在ansys中齿轮参数化建模的过程。通过修改参数文件中的齿轮相关参数，利用APDL语言在ANSYＳ软件中自动建立齿轮的渐开线。再利用图形界面操作模式，通过一系列的镜像、旋转等命令，生成两个相互啮合的大小齿轮。运用有限元分析软件ANSYS对齿轮齿根应力和齿轮接触应力进行分析计算,得出两个大小齿轮的接触应力分布云图。通过与理论分析结果的比较,验证了ANSYS在齿轮计算中的有效性和准确性。
关键词:ANSYS,APDL，有限元分析,渐开线，接触应力。
. . . .
3 / 24
Modeling and Finite Element Analysis of Involute
Spur Gear Based on ANSYS
Abstract
We have mainly analyzed spur gear parametrization modelling process
in the ansys software. using the APDL language through revises the gear
related parameter in the parameter document,we establishesgear's
involute automatically in the ANSYS software.Then, using the graphical
基于显式动力学的滚动轴承接触应力有限元分析
第３０卷第４期 北京交通大学学报 Ｖｌ０１．３０ Ｎｏ．４
文章编号：１６７３—０２９１（２００６｝０４—０１０９—０４
基于显式动力学的滚动轴承接触应力有限元分析
樊莉，谭南林，沈栋平
（北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京１０００４４）
摘要：用ｓｏｌｉｄ ｅｄｇｅ软件建立滚动轴承的实体模型，在ＡＮＳＹＳ／，ＩＳＤＹＮＡ中生成有限元模型，实
现了对滚动轴承的运动过程进行数值模拟，并着重讨论了滚动体接触应力的变化规律．将计算结果
与赫兹解进行比较，说明了本次仿真是可行的．
关键词：滚动轴承；有限元；显式动力学
中图分类号：ＴＨ１３３．３３ 文献标识码：Ａ
ＦＥＡ ｏｎ Ｓｔｒｅｓｓ Ｆｉｅｌｄ ｏｆ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｂｅａｒｉｎｇ Ｂａｓｅｄ
ｏｎ Ｅｘｐｌｉｃｉｔ Ｄｙｎａｍｉｃｓ
Ｌｉ，ＴＡＮ Ｎａｎ—ｌｉｎ，ＳＨＥＮ Ｄｏｎｇ－ｐｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｆｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂ￣ｊｉｎｇ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂ￣ｊｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ｂｅａｒｉｎｇ Ｗａｓ ｂｕｉｌｔ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｓｏｌｉｄ ｅｄｇｅ．
Ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏｌｌｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ｂｅａｒｉｎｇ Ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｃｒｅａｔｉｎｇ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｏｄｅｌ ｉｎ ＡＮ—
ＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ．Ｓｐｅｃｉａｌ ｅｍｐｈａｓｉｓ Ｗａｓ ｔａｋｅｎ ｏｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｌｌｅｒ．Ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｒｅｌｉ—
ａｂｌｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ Ｈｅｒｔｚ’Ｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．
轴承仿真综述
轴承仿真综述
朱辰，高立新，魏志恒
（北京工业大学北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心，北京１００１２４）
摘要：国内外许多学者使用数学建模，有限元仿真等方法对轴承的接触力、变形、应力、运行稳定性以及发生缺陷时轴承的振动
响应，做了许多研究。通过这些研究，可以为轴承设计及其结构改善发挥作用。
关键词：轴承；数学模型；有限元；虚拟样机ＤＯＩ：１０．１６６２１／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１００１－０５９９．２０１６．０６．２０
中国分类＂￣：ＴＨ１３３．３３ 文献标识码：Ｂ
０概述
轴承作为旋转机械设备中最为重要的零部件之一，轴承质
量的好坏严重影响着机械设备的运行状态。轴承仿真是一门以
数学，计算机及其信号相结合的综合性学科。通过轴承的仿真，
可以获得一些轴承在运行过程中的动态参数，对轴承的运行过
程获得一定的了解，通过分析仿真参数可以对轴承的性能进行
评估，从而为轴承的设计与优化提供必要的参考。目前，国内外
学者针对轴承仿真主要围绕轴承运行过程中的接触力、应力、变
形、运行稳定性以及轴承产生缺陷时轴承的振动响应等方面进
行研究，取得一定成果。
１轴承数学模型
对于轴承的故障诊断，轴承的故障机理可以为轴承故障的状
态监测提供理论依据，国内外的许多学者基于轴承的故障机理建
立了很多针对于不同工况下的轴承数学模型。所有的振动系统都
可以由质量、刚度、阻尼以及外力表示，因此，许多的国内外学者
利用轴承的刚度系数、外力、阻尼系数以及润滑油的影响来表示
轴承的数学模型。滚动轴承中的局部接触应力非常高，在不考虑
润滑油的作用下，这些接触应力可利用赫兹理论表示。许多国内
外学者使用建立轴承动力学方程的方法研究轴承的动力学特性。
Ｇｕｐｔｄ 考虑了轴承滚动体质量和赫兹载荷位移的影响，提出一个
６自由度的模型来表示滚动体的运动。在滚动体和保持架的振动
的相互影响中，Ｇｕｐｔａ只是考虑了轴承滚动体的质量，忽略了轴
承内外圈，轴以及轴承座的质量。Ｇｕｐｔａ￣提出一种能够分析轴
基于COSMOS／Simulation的深沟球轴承的接触有限元分析
・４９・ 基于ＣＯＳＭＯＳ／Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ的深沟球轴承的接触有限元分析 曹争光，杨荣江，王润 （贵州大学机械工程学院，贵州贵阳５５ｏｏｏ３） 摘要：采用ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ２００９建立深沟球轴承三维模型，利用Ｓｏｌｉ￣Ｗｏｒｋｓ自带的有限元软件ＣＯＳＭＯＳ／Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ对深沟球轴承进行 接触有限元分析，得出了轴承内外圈、滚珠、保持架之问的接触力、应力、应变的变化情况及接触过程中的压力变化情况，为轴承的 设计分析提供了一种可行的方法。 关键词：球轴承有限元分析接触应力 中图分类号：ＴＰ３１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：ｌ００２～６８８６（２ｏｌＯ）Ｏ１—００４９，０２ Ｔｈｅ Ｃｏｎｔａｃｔ Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｂｅａｒｉｎｇｓ ｗｉｔｈ Ｄｅｅｐ Ｂａｌｌ Ｆｉｌｌｉｎｇ Ｓｌｏｔｓ Ｂａｓｅ ｏｎ ＣＯＳＭＯＳ／ＳｉｍｕｌａｔｉＯｎ ＣＡＯ Ｚｈｅｎｇｇｕａｎｇ，ＹＡＮＧ Ｒｏｎｇｊｉａｎｇ，ＷＡＮＧ Ｒｕｎ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ３－Ｄ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｌｌｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇｓ ｗｉｔｈ ｄｅｅｐ ｂａｌｌ ｆｉｌｌｉｎｇ ｓｌｏｔｓ ＷａＳ ｂｕｉｌｔ ｕｓｉｎｇ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ２００９．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｓｏｆｔ— ｗａｒｅ ＣＯＳＭＯＳ／Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｔｈｅ ｃｏｎｔａｃｔ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｄｏｎｅ ｆｏｒ ｔｈｏｓｅ ｂｅａｒｉｎｇｓ．ｔｈｕｓ ｒｅｖｅａｌｉｎｇ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｃｏｎｔａｃｔｉｎｇ ｓｔｒｅｓｓ ｓｔｒａｉｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｉｎｎｅｒ／ｏｕｔｅｒ ｒｉｎｇ，ｒｏｌｌｉｎｇ ｂａｌｌｓ ａｎｄ ｂａｌｌ ｒｅｔａｉｎｅｒ ａｎｄ ｒｅｌｅｖａｎｔ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｎ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ．Ｔｈｏｓｅ ｈａｖｅ ｏｆｆｅｒｅｄ ａ ｆｅａＳｉｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｚｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｅａｒｉｎｇ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂａｌｌ ｂｅａｒｉｎｇ；ｆｉｒｄｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｃｏｎｔａｃｔ；ｓｔｒｅｓｓ ０引言 深沟球轴承结构简单，与别的类型相比易于达到较高的 制造精度，所以便于成系列大批量生产，制造成本也较低， 使用极为普遍，可广泛用于变速箱、仪器仪表、电机、家用电 器、内燃机、交通车辆、农业机械、建筑机械、工程机械等。滚 动轴承的主要失效形式是滚动体的接触疲劳剥落，轴承各个 尺寸参数不可避免地存在原始制造误差，各类误差对轴承的 工作性能抗胶合能力、弹性变形有重要影响，对深沟球轴承进 行接触有限元分析可以得到轴承内部的真实的接触应力和 应变隋况，具有重大的意义。ＣＯＳＭＯＳ／Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ是ＳＲＡＣ推 出的一套强大的有限元分析软件，它是完全整合在Ｓｏｌｉｄ— Ｗｏｒｋｓ（２００９版，２００９版之前叫ＣＯＳＭＯＳ／Ｗｏｒｋｓ）中设计分析 系统的，提供压力、频率、约束、热量和优化分析。为设计工程 师在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ的环境下，提供比较完整的分析手段。凭借 先进的快速有限元技术（ＦＦＥ），工程师能非常迅速地实现对 大规模的复杂设计的分析和验证，并且获得修正和优化设计 所需的必要信息，缩短了设计所需的时间，提高了设计质量和 降低了设计成本，是目前广为流行的ＣＡＥ软件。该软件支持 装配体和多实体静态算例、非线性算例、动态算例、掉落测试 算例和热力算例的接触条件。对于静态算例和非线性算例， 可以考虑接触面之间摩擦的影响。深沟球轴承的内圈与滚 动体，外圈与滚动体之间存在接触，利用ＣＯＳＭＯＳ／Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ 对深沟球轴承进行接触有限元分析可以模拟深沟球轴承的 真实的工况条件，使分析更准确。 ｌ有限元分析 １．１实体模型的创建 对深沟球轴承进行有限元分析，其力学模型的正确与否 直接影响到分析结果，在ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ中深沟球轴承已经建成 标准库了，但是其标准库生成的深沟球轴承是没有保持架的， 所以在标准库中建立模型之后，需要补建保持架，另外把不影 响分析的结构简化，如倒角、圆角 等。这样在划分网格的时候可 以减少划分时间。由于该结构 属于对称结构，故只需要取一半 进行分析。图１为建立的深沟球 轴承模型。 图１深沟球轴承的三维模型 １．２深沟球轴承材料的施加指定 深沟球轴承的材料如表１所示。 表１ 材料的各项指标