滾動軸承廣泛應用在機械產品傳動系統中。達索系統仿真品牌SIMULIA針對滾動軸承類型產品提供系統的仿真解決方案，對于產品研發過程提供相應的仿真支持手段。
一、滾動軸承的仿真目標
這里介紹的滾動類軸承包括：
滾珠軸承（ball bearings）
滾柱軸承（roller bearings）
滾針軸承（needle bearings）
滾動軸承的結構大致分為：內外圈、保持架與不同數量的滾動體。
典型的滾動軸承仿真目標包括：
1、結構強度：需要考慮工作狀態或者過載工況下的結構強度；
2、疲勞壽命：需要考慮承載工作狀態工況下循環加載的產品疲勞耐久；
3、沖擊與振動：需要考慮承受沖擊/動態載荷；
4、磨損：軸承類產品的特殊需求。
二、針對滾動軸承的解決方案
1、基礎流程-軸承的常規強度與疲勞耐久性評估
應用軟件：Abaqus+fe-safe
模型中包括：
考慮裝配工裝載荷的情況，例如過盈配合或冷縮配合工藝的預制載荷
工作載荷在波動/循環加載的情況
主要分析結果包括：
· 結構應力分布以及高應力集中區域（hotspots）
· 內外圈滾道和滾子上的接觸壓力分布
· 疲勞壽命、安全系數
2、軸承模型的簡化
常規的軸承三維模型，可以很好地分析模型受力、接觸情況，但是建模成本、計算成本較高。
▲ 三維軸承模型1）二維簡化模型
應用軟件：Abaqus
采用二維模型對軸承剛度和強度進行快速驗證，通常在初始設計階段用于探索和評估設計方案（可考慮結合ISIGHT進行DOE分析）；二維模型中不能考慮承受彎曲或者剪切的分析工況。
2）一維簡化模型
應用軟件：Abaqus
一維模型包括彈簧(或阻尼器)來表示不同方向和位置的軸承剛度。
3、沖擊與振動分析
主要評估保持架在沖擊載荷或振動下的強度情況。
沖擊分析是在時域下（瞬態、非線性）
振動分析是在頻域下（穩態、線性）
應用軟件：Abaqus
▲ 軸承沖擊載荷模型
▲ 軸承保持架后處理提取結果
三、磨損分析
軸承結構(gou)的磨損分析，可以在Abaqus/Standard中使(shi)用自適應網(wang)格技術，以及用戶子程序(xu)UMESHMOTION進行模擬。
應用軟件(jian)：Abaqus+用戶子程序(xu)
▲ 磨(mo)損模(mo)型網格(ge)與(yu)結果四、密封性能分析
某些軸承的密封設計必須考慮避免潤滑的泄漏和外來顆粒的進入，否則對于軸承的壽命有著極大的的影響。
應用軟件：Abaqus▲ 密封性能分析結果提取（接觸壓力與變形）
五、軸承結構的參數優化
應用軟件：Abaqus+ Isight
對于軸承新結構在工作載荷作用下多種參數進行評估與優化，可以包括：
性能指標（扭矩，壽命，剛度等）的調優
成本（結構尺寸，重量等）的優化
并對可靠性和穩定性進行評估
關于上海江達上海江達是達索系統全球知名的合作伙伴，專注于PLM領域的信息化咨詢和實施服務，具有百余人的專家顧問實施團隊和二十余年的項目經驗。具備汽車與軌道交通、建筑與能源（BIM）、工業裝備、航空航天、船舶、高科技電子等多個行業的應用案例和最佳實踐。
供稿來源：技術部關鍵詞：SIMULIA、滾動軸承、仿真、解決方案、工業裝備、達索系統
達索系統 C&SI 合作伙伴
達索系統開發合作伙伴
