Verbindungsglied – Lager

Ein Verbindungsglied des Typs „Lager“ simuliert die Interaktion zwischen einer Welle und einem Gehäuse über ein Lager. Um ein Lagerverbindungsglied zu definieren, müssen Sie die Geometrien der Welle und des Gehäuses modellieren.

Sie können ein Auflagerverbindungsglied zwischen getrennten zylindrischen Flächen einer Welle und zylinderförmigen oder kugelförmigen Flächen eines Gehäuses definieren.

Die Oberflächen einer Welle und eines Gehäuses, die mit einem Lagerverbindungsglied verbunden sind, können sich relativ zueinander verformen. Der Grad der relativen Verformung zwischen der Welle und den Gehäuseoberflächen hängt von der benutzerdefinierten Steifigkeit des Verbindungsglieds ab.

Typ

Lager
Für Welle: Zylindrische Fläche Wählen Sie eine vollständig zylindrische Fläche oder konzentrische zylindrische Flächen mit kleineren Winkeln von insgesamt bis zu 360o aus.
Diese Auswahl entspricht dem Teil der Welle, der auf dem Lager sitzt.
Erstellen Sie Trennlinien, um sicherzustellen, dass das Lagerverbindungsglied nur für die passenden Flächen der Welle definiert ist. Sie können das Modell übermäßig steif machen, wenn Sie die gesamte Fläche der Welle auswählen.
Für Gehäuse: Zylindrische Fläche oder runde Kante auf Schale Wählen Sie eine zylindrische Fläche, kugelförmige Fläche oder kreisförmige Schalenkante (wenn das Gehäuse mit Schalen modelliert ist) aus. Diese Auswahl entspricht dem Teil des Gehäuses, der auf dem Lager sitzt.
     

Verbindungstyp

Verteilt Ein mit dem Typ Verteilt modelliertes Lagerverbindungsglied verbindet die Referenzknoten eines verallgemeinerten Elements mit zwei Knoten mit einer Gruppe von Kopplungsknoten auf den Oberflächen der Welle und des Gehäuses. Ein Referenzknoten (am Mittelpunkt des Volumenkörperwellenabschnitts, der auf dem Lager liegt) ist mit der Außenfläche der Welle verbunden. Der zweite Referenzknoten (der sich in der Mitte des Gehäuseabschnitts befindet, der auf dem Lager liegt) ist mit den Innenflächen des Gehäuses verbunden. Ein verallgemeinertes Element verbindet die beiden Referenzknoten, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.

Mit der verteilten Kopplung wird die Bewegung der Kopplungsknoten auf die Verschiebung und die Drehung des Referenzknotens beschränkt. Durch die verteilte Kopplung können die Kopplungsknoten der ausgewählten Geometrie (Welle oder Gehäuse) relativ zueinander verschoben werden.
Starr
Ein Lagerverbindungsglied, das mit dem Typ Starr modelliert wurde, hat eine ähnliche Formulierung wie ein Verbindungsglied vom Typ Verteilt. Der einzige Unterschied bei der starren Formulierung besteht darin, dass einzelne starre Elemente mit zwei Knoten die Referenzknoten mit den Kopplungsknoten auf den Oberflächen der Welle und des Gehäuses verbinden, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Die Kopplungsknoten auf der ausgewählten Geometrie (Welle oder Gehäuse) bewegen sich nicht relativ zueinander.
Feder
Ein Lagerverbindungsglied, das mit dem Typ Feder modelliert wurde, wird durch Federelemente dargestellt, die radial zwischen den Oberflächenknoten der Welle und des Gehäuses verteilt sind, wie in der folgenden Abbildung dargestellt.

Diese lokalen Federn bieten Widerstand gegen Rotationen außerhalb der Achse der Welle.

Steifigkeit des Verbindungsglieds

Dieser Abschnitt bezieht sich auf die Steifigkeit, die zwischen den beiden Referenzknoten eines verallgemeinerten Elements angewendet wird, sowie auf die Steifigkeit, die auf die einzelnen Federn für den Typ Feder angewendet wird.

Jeder Referenzknoten des verallgemeinerten Elements mit zwei Knoten hat sechs Freiheitsgrade. In diesem Abschnitt können Sie die Werte für die laterale, axiale, Torsions- (optional) und Kippsteifigkeit (optional) des Lagerverbindungsglieds festlegen.

Einheiten Gibt das erforderliche Einheitensystem an.
  Starr (unendliche Steifigkeit)

Verbindungstypen Verteilt und Starr

Wendet sehr hohe Steifigkeitswerte auf die Referenzknoten des verallgemeinerten Elements an.

Verbindungstyp Feder

Wendet sehr hohe Steifigkeitswerte auf die Federn an, die radial zwischen den ausgewählten Flächen der Welle und dem Gehäuse verteilt sind.

Die ausgewählte Fläche der Welle kann nicht seitlich oder axial verschoben werden.
  Flexibel

Verbindungstypen Verteilt und Starr

Bestimmt die endliche axiale und laterale Steifigkeit der Referenzknoten des verallgemeinerten Elements. Die ausgewählte Fläche der Welle kann entsprechend der definierten Steifigkeit lateral oder axial verschoben werden.

Verbindungstyp Feder

Gibt die Steifigkeit der Federn an, die radial zwischen den ausgewählten zylindrischen Flächen der Welle und dem Gehäuse verteilt sind.

Sie können die Gesamtsteifigkeit für die laterale und axiale Richtung für Verbindungsglieder vom Typ Verteilt oder Starr und verteilte radiale (pro Flächeneinheit) und verteilte axiale Steifigkeit (pro Flächeneinheit) für Verbindungsglieder vom Typ Feder definieren.

Lateral

Wendet die seitliche Steifigkeit der Welle k an, die der Verschiebung entlang der Richtung der angewandten Last widersteht.

Beim Verbindungstyp Feder bezieht sich die gesamte Steifigkeit K, die der seitlichen Versetzung der zylindrischen Fläche der Welle (entlang der Richtung der angewandten Last) widersteht, auf die radiale Steifigkeit pro Einheitsfläche mit der folgenden Gleichung:

K(seitlich insgesamt) = 0,5 * k(radial / Flächeneinheit) * Bereich

Fläche = Durchmesser * Höhe * Pi

Axial

Wendet die axiale Steifigkeit k(axial) an, die der Verschiebung entlang der Wellenachse widersteht.
Kippsteifigkeit Die Kippsteifigkeit ist für die Verbindungstypen Verteilt und Starr verfügbar.

Wendet eine Kippsteifigkeit auf die Referenzknoten des verallgemeinerten Elements mit zwei Knoten an, um der Biegung der Welle zu widerstehen.

Um die Option Selbstausrichtung zulassen wiederherzustellen, die in Versionen vor 2024 verfügbar war, stellen Sie die Kippsteifigkeit auf null ein.
  Wellenrotation stabilisieren Wählen Sie diese Option aus, um (durch Torsion bewirkte) rotationsbedingte Instabilität der Welle zu vermeiden, die zu numerischen Singularitäten führen kann. Sie können die Standardoption Automatisch akzeptieren oder eine benutzerdefinierte Torsionssteifigkeit anwenden.

Mit der Option Automatisch wird eine minimale Torsionssteifigkeit auf die zylindrische Fläche der Welle angewendet, die Umfangswiderstand gegen Torsion bietet.

Dies verhindert, dass sich die Welle frei um ihre Achse drehen kann, und beseitigt Instabilitäten.

Symboleinstellungen

  Farbe bearbeiten Wählen Sie eine Farbe für die Symbole aus.
Symbolgröße Legen Sie die Größe der Symbole fest.
  Vorschau anzeigen Blendet die Verbindungsgliedsymbole im Grafikbereich ein oder aus.

Bezugshinweise

  • Verfügbar für statische, Frequenz-, linear dynamische und Knickstudien. Nicht für Verbundstoff-Schalen verfügbar.
  • Verwenden Sie das Werkzeug Trennlinie, um die zylindrischen Flächen für die Welle zu definieren, die auf dem Lager sitzen. Verwenden Sie das Werkzeug Trennlinie z. B., um die folgende hervorgehobene Fläche für ein Lagerbindungsglied zu erstellen.

  • Um ein Lagerverbindungsglied zwischen einer Vollwellenoberfläche und einem runden Schalenkantengehäuse zu definieren, legen Sie den Verbindungstyp auf Starr fest, wie im Beispiel unten gezeigt.

  • Wann wird ein Lagerverbindungsglied verwendet Bei einer Lagereinspannung wird davon ausgegangen, dass Komponenten, die die Welle stützen, viel starrer sind als die Welle und als am Boden befestigt gelten. Wenn diese Annahme nicht gültig ist und die Flexibilität der Stützteile miteinbezogen werden muss, sollten Sie eine Lagerverbindungsformel zur Simulation der Verbindung verwenden. Sie müssen nicht nur die Welle sondern auch das Gehäuse modellieren.

    Im nachstehenden Beispiel werden die Lagerverbindungsglieder zwischen den zylindrischen Wellenflächen und den sphärischen Gehäuseflächen definiert.