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基于ANSYS的推力球轴承接触的有限元分析
推力球轴承是一种广泛用于高速和重载应用的bearing。磨损和故障是发生故障的常见原因，特别是在接触条件下。因此，对推力球轴承接触进行合理有效的有限元分析非常重要。本文将主要介绍基于ANSYS的推力球轴承接触的有限元分析。
推力球轴承是由内环，外环和球组成的。轴承通过-ball接触提供支持和摩擦。接触区可能是点、线或区面，当载荷大时，接触区难以确定。有限元分析可以精确详细地分析接触的情况。
在有限元分析过程中，几何模型、网格生成、材料和接触条件是非常重要的。对于几何模型而言，需要考虑到设计参数，轴承的复杂形状、结构和内部几何变化。一般来说，可以使用各种CAD软件（如Solidworks或CATIA）来生成3D模型，然后将模型导入ANSYS软件中。在模型导入后，需要对数据进行编辑以去除模型中不必要的部分，例如环外的部分。
网格生成是有限元分析的另一个重要问题。这是因为模型数量的网格质量和数量直接影响计算精度和计算效率。网格的质量和数量会影响计算速度和准确性。网格可能是规则网格或不规则网格。规则网格只能用于部分面临的边界，但不适用于轴承内部的球和滚子，因此不规则网格通常更适合接触问题的有限元分析。
材料属性如弹性模量、泊松比、密度等也是有限元分析的重要参数。轴承组成部分的材料信息可以从材料数据手册中获取。
在接触条件的设置中，通常需要设置接触表面和接触情况。轴承内部的接触对象是定义为球和轴承的内、外环。图形定义和定位属性包括起始位置和轴向方向，由此可以定义与轴对齐的接触表面。在接触检测选项中，需要设置接触检测选项、重叠量、SlidingTolerance和无初始位移。
一旦模型建立完成，就可以进行有限元分析。ANSYS提供了多种加载条件，例如固定重量或固定位移。在轴承的有限元分析中，通常以载荷和速度作为加载对象。载荷类型可以是点、线或面。有限元模型将根据载荷类型和数据计算出冲击力、轴向力和径向力等。
根据广泛的实际应用和大量的实验数据，推力球轴承的接触情况通常满足Hertz接触理论。它是一种专门针对大变形接触问题的表层弹性理论。其基本假设是接触面形状近似于椭球形，可以通过相应的参数确定该椭球形的大小和形状。然后通过施加Hertz理论得到椭球形规律的接触应力分布。
在有限元分析过程中，还可以考虑阻尼效应、转速效应和热效应等加载和实际情况。在整个分析过程中，需要通过实验数据验证有限元分析结果的准确性和可靠性。
总之，基于ANSYS的推力球轴承接触的有限元分析可以对轴承的接触情况进行详细、准确地分析，有助于提高轴承的性能和可靠性。