Ls-dyna三维轴承仿真

模型是在网上面找的，整个仿真分析的前处理工作全部是在Hypermesh中进行的，显式动力学(Explicit)分析。

MATL1号材料，只考虑线弹性，密度为7.85E-9 t/mm3，弹性模量为2.1E5 MPa，泊松比为0.3。

因为轴承是三维模型，Property属性为SECTION_SOLID，ELFORM为2号关键字。

将轴承的内圈内侧与保持架的内侧定义Rigid刚性约束，方便定义轴承内圈与保持架的相关边界条件或载荷。主节点为轴承的中心，从节点分别为轴承的内圈内侧节点与保持架的内侧节点，轴承内圈为Rigid1刚性单元，保持架为Rigid2刚性单元。

Model与Solver的图形树如下图所示：

三维分析的接触类型有很多，具体区别我也说不清楚，可以看关键字手册。本案例用的接触类型是面对面接触(Card Image为CONTACT_SURFACE_TO_SURFACE)，不同于二维问题，三维分析的接触面定义方式有很多，Set集合，Component、Element(三维的壳单元接触问题)和All(常用于碰撞分析的自接触)。本案例用的是Set集合的方式定义主从面，而Set集合不是Node、Element或者Part的集合，其关键字为SET_SEGMENT，接触面上的金字塔型单元就是接触面的Set集合。还可以通过Opitions选项改变面与面的接触类型，如Automatic(类似自接触)、Eroding(侵切，失效分析)、Tied(绑定)，通过Thermal Options选项可以定义热力耦合接触属性。

轴承外圈与1号滚珠的接触，接触对ID号为1，主面为轴承外圈(PSIDM，M代表Master，ID号为3)，从面为1号滚珠(PSIDS，S代表Slave，ID号为5)，最大静摩擦系数(FS)为0.1，动摩擦系数(FD)为0.05，轴承外圈与滚珠的接触共7对。

1号滚珠与轴承外圈的Set集合。

1号滚珠与轴承外圈的接触属性。

轴承内圈与1号滚珠的接触，接触对ID号为8，主面为轴承内圈(PSIDM，M代表Master，ID号为4)，从面为1号滚珠(PSIDS，S代表Slave，ID号为5)，最大静摩擦系数(FS)为0.1，动摩擦系数(FD)为0.05，轴承外圈与滚珠的接触共7对。

1号滚珠与轴承内圈的Set集合。

1号滚珠与轴承内圈的接触属性。

轴承保持架与1号滚珠的接触，接触对ID号为15，主面为1号轴承左右保持架(PSIDM，M代表Master，ID号为12)，从面为1号滚珠(PSIDS，S代表Slave，ID号为5)，最大静摩擦系数(FS)为0.1，动摩擦系数(FD)为0.05，轴承与滚珠的接触共7对。

1号滚珠与保持架的Set集合。

1号滚珠与保持架的接触属性。

轴承外圈的边界条件(Analysis→Constraints)：约束轴承外圈外环的1、2、3自由度(实体单元只有3个自由度)。

轴承内圈的力载荷：轴承内圈内侧(Rigid1刚性单元)的主节点定义Z轴(3自由度)正方向200 N的力，界面出现一个黑色的箭头，其中magnitude用来定义力的大小，uniform size描述的是图形交互界面载荷图标(黑色箭头)的大小。

力的载荷曲线。

轴承内圈的速度载荷：轴承内圈内侧(Rigid1刚性单元)的主节点定义X轴转动(4自由度)的角速度(Slover→BOUNDARY→BOUNDARY _PRESCRIBED_MOTION_NODE(Vel)或者Analysis→Velocity)104.72 rad/s。

通过上图的方式定义的是X轴平动速度(1自由度)而不是转动速度(4自由度)，需要在卡片中更改平动自由度方向为转动自由度方向。

轴承内圈的边界条件(自由度约束)：轴承内圈内侧(Rigid1刚性单元)的主节点约束1、2、5、6的自由度，释放3、4自由度。因为在Rigid1刚性单元主节点的Z方向(3自由度方向)施加了200 N的力，所以要释放3方向的自由。而在Rigid1刚性单元的主节点的RX方向(4自由度方向)定义角速度104.72 rad/s，释放4方向自由度。

轴承保持架的边界条件：轴承保持架内侧(Rigid刚性单元)的主节点约束1、2、3、5、6自由度，释放4方向自由度，因为保持架要绕X轴转动。

求解时间为0.2 s：

输出400帧动画：每计算5E-4 s输出一帧动画。

定义质量缩放：

分析类型：

仿真动画：