adina模拟滑动轴承的流固耦合问题探讨

wry618 · 发表于 2010-9-4 12:04:54

滑动轴承基于楔形空间而形成动力润滑，从而达到支撑相应载荷的作用，但是基于油膜很薄，一般在10um左右，运行工况比较复杂，从而给流固耦合模型的建立带来很大困难。本人基于这方面的研究，把不开槽的计算结果和大家分享一下，有以下问题希望和大家讨论，也恳求高手的指点：
1:、滑动轴承的边界条件有sommerfeld、half sommerfeld、reynolds边界条件，在adina中很容易实现sommerfeld边界条件，而half sommerfeld的施加比较麻烦，特别是几何形状比较复杂的情况，reynolds边界条件可否在adina中施加？
2、滑动轴承需要承受外界的载荷，一般有这几种方式：把载荷等效成重力施加轴径上；直接在中间的轴上中心点施加载荷；一种把载荷转换为相应的偏心绿和偏位角；为什么转化为等效重力或直接施加载荷的方式很难收敛，有没有什么好的建议？
3、在滑动轴承运转的过程中，流体膜的承载能力与气穴作用关系很大，在adina中可以直接考虑相变的因素？

wry618 · 发表于 2010-9-4 12:07:07

这是sommerfeld边界下结算的轴承有效应力云图
2# wry618

wry618 · 发表于 2010-9-4 12:05:56

这是sommerfeld边界条件下的计算结果
1# wry618

wry618 · 发表于 2010-9-4 12:10:01

这是half sommerfeld边界条件下计算的流体膜和轴承节点压力和轴承有效应力云图 3# wry618

水若无痕 · 发表于 2010-9-4 18:45:44

本帖最后由水若无痕于 2010-9-4 18:50 编辑

哈哈哈终于找到和我做一样东西的人啦，占个地方，马上和您交流。

请问：
1 您做的滑动轴承考虑固体变形了么？
2 您是给定载荷还是给定油膜厚度？
3 能否贴出一个网格图？并说一下算法，对这个ad软件不是很了解。谢谢。

nickcoom · 发表于 2010-9-4 22:14:14

不搞流体，王兄的挺下……

wry618 · 发表于 2010-9-5 09:13:50

是啊，弄这方面比较难啊，我也有很多问题不懂，有不对的地方请指教：
1、adina进行流固耦合分析，当然是考虑固体材料的弹性，目前的计算一些比较软的高分子材料，也是可以计算的，但是承受的载荷比较低，收敛比较困难。
2、直接给定水膜是一种稳态的算法，收敛相对容易，我是直接给定的位移载荷，非常疑惑的是为什么直接给定重力或集中力的载荷的时候，就是不能收敛？
3、像这样不开槽的网格划分比较简单，我就把开槽了的流体和固体网格贴出来吧，有什么问题，请版主指出啊。 5# 水若无痕

wry618 · 发表于 2010-9-5 09:18:24

这是轴承的整体和开槽部分的网格，流固耦合的计算虽然说可以网格不一致，但是对网格质量要求还是蛮高的 5# 水若无痕

wry618 · 发表于 2010-9-5 09:21:05

这是流体部分的整体和局部的网格，我的轴承目前是高分子材料还是比较硬的，我觉得材料软的话，网格数会有相应的增多。 5# 水若无痕

wry618 · 发表于 2010-9-5 09:24:04

我主要搞船舶尾轴承，请问下，无痕兄，你主要搞什么的轴承？
对于滑动轴承三类边界条件，特别是reynolds边界条件，该怎么施加呢？ 5# 水若无痕

wry618 · 发表于 2010-9-5 09:24:54

单哥，有机会多向你请教tg啊~~ 6# nickcoom

水若无痕 · 发表于 2010-9-5 10:35:50

本帖最后由水若无痕于 2010-9-5 17:14 编辑

10# wry618
我做润滑油润滑金属轴承，水润滑轴承要考虑弹流。
我没有用renold边界条件，我直接给定滑油进口压力，端部出口压力，然后加入空穴模型。
请问您做的弹流润滑感觉结果怎么样？？
给定加载力，或者等效重力adina是不是用到动网格技术？
收敛性如何？
另外这个主轴不用建模吧。

p24j · 发表于 2010-9-5 10:49:45

请教楼上两位高手，用ansys11.0做耦合分析，把油膜的内内外表面设置成耦合表面边界条件，在转子上施加一个转速，那在油膜的内表面边界还要施加相同的转速吗？

水若无痕 · 发表于 2010-9-5 17:15:39

13# p24j
我觉得ansys只要是双向耦合的话，只加一个转速就可以了吧，你在用ansys做吗？

wry618 · 发表于 2010-9-6 10:23:53

呵呵，数值计算需要施加三类边界条件，在adina中如果全部周向水膜只能模拟sommerfeld边界条件的，
弹流润滑，当材料比较软的时候，比较难收敛
主轴需要建的，载荷时施加在主轴上的啊
问一下，fluent是不是把周向的内外层水膜边界作为wall或moving wall看待？
adina中如果只考虑流体收敛也比较容易
12# 水若无痕

p24j · 发表于 2010-9-6 10:24:02

是，在用ansys11.0做一个很简单的模型，现在还没考虑空穴，在转子上施加单个转速，计算中途会出错，在转子和油膜内表面分别施加相同的转速，可以计算出结果，但是结果明显不对！我是参照下面的这个论文做的[local]3[/local]
不知道版主的边界条件怎么设置的，在cfx中怎么设置renold边界条件？

wry618 · 发表于 2010-9-6 10:25:16

无痕兄说的对，只用施加一个转速就可以了啊，这和实际的情况也是相符的啊，用ansys做流固耦合感觉怎么样啊? 13# p24j

p24j · 发表于 2010-9-6 10:42:56

我现在做的是用ansys11.0的cfx，里面还没有fluent，不过在cfx里也是把油膜表面当作wall，可以另外施加速度，我觉得用cfx做轴承耦合比较难达到收敛，在不断的调节时间不长，和松弛因子，这个只是个人看法，不知道用adina做的话，要用到动网格吗，过程繁琐不？

wry618 · 发表于 2010-9-6 22:45:25

我用adina做的时候没有借用动网格技术，算出来的结果还蛮准确的，但是要是考虑直接施加集中力载荷就不能够收敛。这个地方有待攻破( ⊙ o ⊙ )啊！，不知道有没有好的意见啊？ 18# p24j

p24j · 发表于 2010-9-7 15:07:28

我也没有解决这个问题，据说fluent动网格技术比较好，支持网格重新划分，我想用fluent试下，如果有新的进展，会及时交流。你发的那篇论文，作者把油膜的两端当作pressure inlet with an appropriate flow rate，和pressure outlet with 0 pa,请问你这个是怎么处理的，他说的 an appropriate flow rate你施加的是多大的流量？

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