结构分析中轴承处理的策略与方法

机械设备常用的动力源是电机，输出的是扭矩，不可避免的会存在转子轴系。

作为连接运动部件和静止部件的轴承，在结构分析中该如何处理是很难回避的问题。轴承本身的选型及校核，我想SKF、NSK的应用工程师对他们的产品更了解，这方面的数据积累也更多，所以轴承不是我们分析结构的重点。重点是如何处理轴承的连接关系，以便对关心的结构进行分析。

可能让大家失望的是，在这里聊的不是类似Ansys里的combin14、combin214单元。重点不在轴承上，也不考虑随转速变刚性变阻尼之类的。

轴承的连接关系处理，用的最顺手的还是workbench里的Bush Joint.当然，也许是我用的频繁的缘故，大家采用的什么方式更简便的，可以交流下。

以一根简单的阶梯轴分析为例。

从图中可以看出，负载扭矩为8.75e5N.mm，同时还存在着40000N的载荷，对驱动端限制了轴向旋转。需要说明的是，这不是一个真实的载荷工况，数据是随意输入的。

显然，这样的分析方式已经忽略了一些不想关注的细节了，如输入端的键槽（考虑到该处键槽只是单纯传递扭矩，根据机械手册相应的轴选合适的键与键槽尺寸，设计工程师在这方面还是很靠谱的）。当然其实在负载端，省略的可能存在的键连接的键槽在真实分析中是值得考虑的。

在两轴承位置分别定义Bush Joint，通常轴承的径向刚度值对结果影响不大，但对于长轴，同时对轴的刚性有要求的，这时候只能跟轴承供应商沟通了。  

通常一对轴承，一端是固定端，另一端是浮动端。在固定端的Bush   Joint的轴向刚度定义个大值，以抑制整个模型的Z向刚性位移。

从整个轴的等效应力云图上看，轴颈处的应力值最大，该处受弯扭矩复合应力，同时存在应力集中。同时考虑到弯矩产生的正应力在主轴工作过程中是交变应力，作为潜在的疲劳风险源，结合材料力学性能，值得关注。

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