Złącze - Łożysko

Złącze łożyskowe symuluje interakcję pomiędzy wałem a obudową za pośrednictwem łożyska. Zdefiniowanie złącza łożyskowego wymaga opracowania modelów geometrii dla wału i obudowy.

Można zdefiniować złącze łożyskowe pomiędzy podzielonymi cylindrycznymi ścianami wału oraz cylindrycznymi lub sferycznymi ścianami obudowy.

Powierzchnie wału i obudowy połączone ze złączem łożyskowym mogą ulec deformacji względem siebie. Poziom względnej deformacji pomiędzy wałem a powierzchniami obudowy zależy od sztywności złącza zdefiniowanej przez użytkownika.

Typ

Łożysko  
W przypadku wału: Ściana cylindryczna Wybrać pełną ścianę cylindryczną lub koncentryczne ściany cylindryczne o mniejszych kątach, których suma wynosi maksymalnie 360o.
Wybór ten odpowiada części wału spoczywającej na łożysku.
Utwórz linie podziałowe, aby upewnić się, że złącze łożyskowe jest określone tylko na odpowiednich ścianach wału. Można również sprawić, że model będzie nadmiernie sztywny, jeśli zostanie wybrana cała ściana wału.
W przypadku obudowy: Ściana cylindryczna lub krawędź kołowa na skorupie Wybrać ścianę cylindryczną, ścianę sferyczną lub kołową krawędź skorupy (jeśli model obudowy jest zbudowany ze skorup). Wybór ten odpowiada części obudowy spoczywającej na łożysku.
     

Typ połączenia

Rozprowadzony. Złącze łożyskowe modelowane za pomocą typu Rozprowadzony łączy węzły odniesienia dwuwęzłowego elementu uogólnionego z grupą węzłów parowania położonych na powierzchniach wału i obudowy. Jeden węzeł odniesienia (zlokalizowany w środku ciężkości sekcji wału litego, która spoczywa na łożysku) łączy się z zewnętrzną powierzchnią wału. Drugi węzeł odniesienia (znajdujący się w środku sekcji obudowy, która spoczywa na łożysku) łączy się z wewnętrznymi ścianami obudowy. Element uogólniony łączy dwa węzły odniesienia, jak pokazano na poniższej ilustracji.

Parowanie rozprowadzone wiąże ruch węzłów parowania z translacją i obrotem węzła odniesienia. Parowanie rozprowadzone umożliwia węzłom parowania w wybranej geometrii (wał lub obudowa) poruszanie się względem siebie.
Sztywne.
Złącze łożyskowe modelowane za pomocą typu Sztywne ma podobną formułę jak złącze typu Rozprowadzony. Jedyną różnicą dla formuły Sztywne jest to, że poszczególne dwuwęzłowe elementy sztywne łączą węzły odniesienia z węzłami parowania na powierzchniach wału i obudowy, jak pokazano na poniższej ilustracji.

Węzły parowania w wybranej geometrii (wał lub obudowa) nie poruszają się względem siebie.
Sprężyna.
Złącze łożyskowe modelowane za pomocą typu Sprężyna jest reprezentowane przez elementy sprężynowe rozłożone promieniowo pomiędzy węzłami powierzchniowymi wału i obudowy, jak pokazano na poniższej ilustracji.

Takie sprężyny lokalne zapewniają odporność na pozaosiowe obroty wału.

Sztywność złącza

Ta sekcja odnosi się do sztywności zastosowanej pomiędzy dwoma węzłami odniesienia elementu uogólnionego oraz do sztywności zastosowanej do indywidualnych sprężyn dla typu Sprężyna.

Każdy węzeł odniesienia dwuwęzłowego elementu uogólnionego ma sześć stopni swobody. W tej sekcji można ustawić wartości sztywności poprzecznej, osiowej, skrętnej (opcjonalnie) i nachylenia (opcjonalnie) złącza łożyskowego.

Jednostki Określa wymagany układ jednostek miar.
  Sztywne (nieskończona sztywność)

Typ połączenia Rozprowadzone i Sztywne

Stosuje bardzo wysokie wartości sztywności do węzłów odniesienia elementu uogólnionego.

Typ połączenia Sprężyna

Stosuje bardzo wysoką sztywność do indywidualnych sprężyn, które są rozłożone promieniowo pomiędzy wybranymi ścianami wału i obudowy.

Wybrana ściana wału nie może podlegać translacji poprzecznie lub osiowo.
  Elastyczne

Typ połączenia Rozprowadzone i Sztywne

Określa skończoną sztywność osiową i poprzeczną dla węzłów odniesienia elementu uogólnionego. Wybrana ściana wału może podlegać translacji poprzecznie lub osiowo, zgodnie ze zdefiniowanymi sztywnościami.

Typ połączenia Sprężyna

Określa sztywność sprężyn, które są rozmieszczone promieniowo pomiędzy wybranymi ścianami cylindrycznymi wału i obudowy.

Można zdefiniować sztywność całkowitą w kierunku poprzecznym i osiowym dla złączy typu Rozprowadzony lub Sztywne oraz sztywność rozłożoną promieniową (na jednostkę powierzchni) i rozłożoną osiową (na jednostkę powierzchni) dla złączy typu Sprężyna.

poprzeczn.

Stosuje sztywność poprzeczną wału, k, która stawia opór przemieszczeniu wzdłuż kierunku zastosowanego obciążenia.

W przypadku połączenia typu Sprężyna sztywność całkowita K stawiająca opór przemieszczeniu poprzecznemu ściany cylindrycznej wału (wzdłuż kierunku przyłożonego obciążenia) odnosi się do sztywności osiowej na jednostkę powierzchni zgodnie z niniejszym równaniem:

K(całkowita poprzeczna) = 0,5 * k(promieniowa/jednostkę powierzchni) * powierzchnia

Powierzchnia = średnica * wysokość * Pi

Osiowy

Stosuje sztywność osiową k(osiowa), która stawia opór przemieszczeniu wzdłuż osi wału.
Sztywność nachylenia Sztywność nachylenia jest dostępna dla typu połączenia Rozprowadzony i Sztywne.

Stosuje sztywność nachylenia do węzłów odniesienia dwuwęzłowego elementu uogólnionego, aby przeciwdziałać zginaniu wału.

Aby odtworzyć opcję Pozwól na samonastawność, która była dostępna w wersjach sprzed 2024 roku, należy ustawić Sztywność nachylenia na zero.
  Ustabilizuj obrót wału Wybranie tej opcji zapobiega niestabilności obrotowej wału (powodowanej przez skręcanie), która może prowadzić do osobliwości numerycznych. Można zaakceptować domyślną opcję Automatycznie lub zastosować zdefiniowaną przez użytkownika sztywność skrętną.

Opcja Automatycznie stosuje minimalną sztywność skrętną do ściany cylindrycznej wału, która zapewnia wytrzymałość obwodową na skręcanie.

Rozwiązanie takie zapobiega swobodnemu obracaniu się wału względem jego osi i eliminuje niestabilność.

Ustawienia symboli

  Edytuj kolor. Wybieranie koloru dla symboli.
Rozmiar symbolu. Określanie rozmiaru symboli.
  Pokaż podgląd Przełącza wyświetlanie symboli złącza w obszarze graficznym.

Notatki

  • Dostępne dla badań statycznych, częstotliwości, dynamicznych liniowych i wyboczenia. Niedostępne dla skorup kompozytowych.
  • Użyć narzędzia Linia podziałowa, aby zdefiniować dla wału ściany cylindryczne, które spoczywają na łożysku. Na przykład: użyć narzędzia Linia podziałowa, aby utworzyć poniższą podświetloną ścianę i zastosować złącze łożyska.

  • W celu zdefiniowania złącza łożyskowego między powierzchnią bryły wału a obudową z okrągłą krawędzią skorupy należy wybrać jako Typ połączenia opcję Sztywne, jak wskazano w poniższym przykładzie.

  • Kiedy skorzystać ze złącza łożyskowego Umocowanie łożyskowe zakłada, że komponenty wspierające wał są dużo sztywniejsze od wału i można je uznać za przymocowane do podłoża. Gdy to założenie nie jest spełnione i konieczne jest uwzględnienie elastyczności części wsporczych, nie należy używać wyrażenia złącza łożyskowego do symulowania połączenia. Należy modelować nie tylko wał ale również obudowę.

    W przykładzie pokazanym poniżej, złącza łożyskowe są zdefiniowane pomiędzy podzielonymi ścianami cylindrycznymi wału a sferycznymi ścianami obudowy.