关于轴承支撑主轴的模态分析，望指教！

shenzh

各位ansys高手，现在转学ansys，想搞一个主轴的模态分析，有个问题弄不明白！我想先计算一个简单的约束，不带预应力的模态分析，在轴承部位应该是施加柱坐标系的轴向和径向约束，而由于可以旋转，应该是周向自由。但是我在百度上搜索到了一个圆盘模态的例子，其约束是轴向和周向约束，径向自由，还施加转速，搞不懂，见下图，望指点，是例子出了问题，还是我理解错了？

jiangwj

“轴向和径向约束，而由于可以旋转，应该是周向自由” 表示同意

htbbzzg

  根据不太的实际情况，两种约束应该都是可以的。
  不过，感觉文献中的约束可能更合适，因为在轴承支撑部位，是有可能产生径向位移的，约束径向位移，可能造成局部应力集中。
  对你的情况，到底哪种约束更合适，需要了解你的模型的具体情况。

shenzh

htbbzzg 发表于 2017-1-4 08:13
根据不太的实际情况，两种约束应该都是可以的。
  不过，感觉文献中的约束可能更合适，因为在轴承支撑部 ...

我是假设轴承完全固定，不考虑轴承和轴的间隙，就算是实际情况，接触部位径向有小的位移，那应该是约束轴向就行了，而由于旋转，周向也不应该是固定约束呀。

知更鸟

你可以试试看这几种约束的结果是什么样的吧，固有频率是固有属性，添加约束也只会改变部分频率，大部分应该相同才对吧，个人认为。

htbbzzg

  对轴的某个截面施加轴向约束，可以防止刚体运动，否则模态分析时会出现零频率，静力分析则不能做。  
  如果只是做模态分析，不施加任何约束也是可以的，只是会出现 6 个零频率，要消除这些零频率，就需要施加一定的约束。  另外，实际情况也应该有一定的约束，否则轴是无法正常工作的。如果模态分析之后还要做动力响应分析，就需要考虑如何施加合适的约束条件。工作中轴可以转动，但是并不是刚体转动，而是有其它部件带动才发生转动的。需要根据具体结构情况，添加约束条件，来模拟其它部件对轴的约束作用。

Triste

htbbzzg 发表于 2017-1-5 07:20
对轴的某个截面施加轴向约束，可以防止刚体运动，否则模态分析时会出现零频率，静力分析则不能做。  
   ...

那就两端都限制6个自由度可以不

htbbzzg

  虽然这样做也可以，但是还是要对实际情况进行分析，找一种最符合实际情况的约束方式。

Triste

htbbzzg 发表于 2017-1-5 08:55
虽然这样做也可以，但是还是要对实际情况进行分析，找一种最符合实际情况的约束方式。

ok  就是尽量接近实际

shenzh

这样做出来的固有频率来计算主轴临界转速准吗？轴承部位全约束。感觉大很多呀，比实际的。

欧阳中华

shenzh 发表于 2017-1-6 09:12
这样做出来的固有频率来计算主轴临界转速准吗？轴承部位全约束。感觉大很多呀，比实际的。

拿一根两端全自由的杆算算纵向、横向和扭转振动就明白了，用有限元计算之前，先将各个振动纸上解析一下固有频率和振型 .... . .

htbbzzg

两端都限制 6 个自由度显然太强了。可以试试：
  一端约束轴承厚度方向中心线部位的周向和轴向位移，另一端约束轴承厚度方向中心线部位的周向位移。

野菊

htbbzzg 发表于 2017-1-7 10:23
两端都限制 6 个自由度显然太强了。可以试试：
  一端约束轴承厚度方向中心线部位的周向和轴向位移，另一 ...

恩 6个确实太强  接近实际比较好

xzzhangfei

如果是工程应用，应该搞清楚你的设备结构，边界条件要尽量贴近实际。例如说滑动轴承支撑，要给出径向油膜支撑刚度，轴向约束一般不用给，转速更用不着。
但你好像只是想练练手而已，那就随便好了，目的就是掌握模态分析的步骤啊。

sd

欧阳中华 发表于 2017-1-6 21:01
拿一根两端全自由的杆算算纵向、横向和扭转振动就明白了，用有限元计算之前，先将各个振动纸上解析一下固 ...

同意教授的说法  如果脑子里能算明白  那么软件里也差不了