研究生ansys大作业.doc

工程图学大作业学号： 姓名：按图1尺寸建立轴承座的实体模型（因结构和载荷的对称性，只建立了一半模型），尽量采用六面体网格划分轴承座的单元，径向力P1=100N，轴向均布压力载荷P2=20N。要求按小论文格式写：（1） 建模过程。简单叙述；（2） 网格划分。简单叙述，列出分割后的实体图和网格图，并说明单元和节点数；（3） 加载过程。详细叙述加载部位和加载过程（附图）；（4） 计算结果。列出米塞斯等效应力、第一主应力和变形图，并进行强度分析；（5） 学习体会P1P2 （孔到两边线距离均为15mm）（一）、建模过程1、生成轴承座底板首先按照题目所给的数据操作生成矩形块；再生成圆柱体，并且沿着X轴方向复制生成另一个对称的圆柱体；最后，拾取矩形块作为母体，再拾取两个圆柱体，进行体相减操作，从而生成轴承座底板，结果如下图所示：2、生成支撑部分把坐标系移到轴承座底板的右顶角处，生成一个长宽高分别为30、15、35的矩形块；再把坐标系移动到刚生成的矩形块右上角，并且沿Y轴按逆时针方向旋转900，生成一个半径为30的1/4圆；再把坐标系移动到最前边的圆心处，再分别生成一个半径为17、高度为22和一个半径为20、高度为3的两个圆，然后进行两次体相减操作，减去辆圆柱体，从而生成支撑部分，结果如下图所示：3、合并重合的关键点执行Main MenuPreprocessorNumbering CtrlsMerge Items命令，弹出Merge Coincident or Equivalently Defined Items对话框，在Label后面的选择框中选择Keypoints，单击OK按钮。4、生成肋板 先合并重合的关键点，然后打开点编号控制器，通过创建关键点来创建一个三角形面，再向右拉伸3个单位，最后的生成结果如下图所示：5、通过镜像操作生成全部轴承座模型，粘接所有体，结果如下图所示：6、粘接所有体执行Main MenuPreprocessorModelingOperateBooleansGlueVolumes命令，弹出Glue Volumes拾取框，单击Pick All按钮。至此，几何模型创建完毕。(二)、网格划分由于该轴承座是对称结构，所以只需要对其中的一半进行划分网格，然后再镜像生成另一半。具体步骤如下：先删除轴承座的一半，划分轴承座底板：通过三个关键点创建坐标系，然后通过该坐标系把轴承座底板分成左右两个部分；再通过拉伸L174、L170、L161生成两个1/4圆面和一个平面，然后通过刚刚建立的三个面把支撑部分分成六个部分，划分的结果如下图所示：选择单元类型，执行PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete命令，弹出Element Types对话框，单击Add按钮，弹出Library of Element Types对话框，在左边的选择框中选择StructuralSolid，在右边的选择框中选择Brick 8node 45单元，单击OK。打开网格划分控制器，弹出MeshTool工具栏后，点选Smart Sizes，使下面的数变为4，然后在Size Element edge length后面输入2.5。在MeshTool对话框下面Shape点选Hex/Wedge和Sweep选项，选用sweep划分网格，弹出Volume Sweeping对话框，单击Pick All，划分结果如下图所示：通过节点和单元清单可以看出，这一半轴承座划分网格后的节点数为7664，单元数为5946。(三)、加载过程 首先施加约束条件，对两个圆柱孔的四个柱面施加约束，在分界面处施加对称约束，并在整个底座底部四周施加Y轴方向位移约束，施加约束过后的结果如下图所示：定义材料属性，泊松比定义为0.3，材料弹性模量定义为1.71011Pa。通过已知轴向力为20，径向力为100。在轴承孔圆周面上施加轴向推力载荷：执行SolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Areas命令，选择两个阶梯面施加力，在VALUE后面的输入框里输入20，轴向加载结束；然后在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷：执行SelectEntities 命令，弹出Select Entities对话框，选择Areas/By Num/Pick按钮，单击OK,弹出Select Areas对话框，然后选择选择轴承孔下表面（1/4圆环），单击Ok，再打开Select Entities对话框，选择Nodes/Attached To/Areas all,单击OK,这样就选择了要求的所有节点，刚好是1/4圆。然后建立圆柱坐标系，其原点坐标XC,YC,ZC分别为60，45，6。由已知条件可以知道，轴承孔各个位置所受的力是不相等的，最大为100，最小为0，根据所给条件，本论文采用以下命令流加载径向力：*get,nmax,node,num,max,*get,nmin,node,num,min,*afun,deg*dim,t1,array,nmax,1,1,*do,k,nmin,nmax*if,nsel(k),eq,1,thent1(k)=100*abs(sin(ny(k)!p0=2*f0/(pi*l*r), *elset1(k)=0*endif*enddosffun,pres,t1(1)sf,all,pres,0alls加载以后，选用箭头表示所加的载荷，具体操作为：PlotCtrlsSymbols在打开的对话框里，选择Show pres and convect as复选框为Arrows, 至此，加载过程结束。结果如下图所示：(四)、计算结果执行SolutionSolveCurrent LS,从而运行出结果。米塞斯等效应力图如下图由米塞斯等效应力图中可以看到，图中轴承座底板右下边的红色区域是受到应力最大的地方，因此也是最容易受到损坏的地方，设计时应该要注意。第一主应力图如下图所示：由第一主应力图中可以看到，图中肋板顶部与支撑体相连部分的红色区域是受到应力最大的地方，因此也是最容易受到破坏的地方，设计时应该要注意。变形图如下图所示：(五)、学习体会通过对ansys将近一个学期的学习，我对ansys软件的使用有了初步的了解，感觉确实是收获了不少东西。首先，有限元法作为数值计算方法在工程分析领域应用较为广泛的一种计算方法，自20世纪中叶以来，以其独有的计算优势得到了广泛的发展和应用，已出现了不同的有限元算法。ansys软件以它的多物理场耦合分析功能而成为CAE软件的应用主流，在工程分析应用中得到了较为广泛的应用。作为一个工科类机械专业硕士生，我深知有限元法对我们以后的工作会有很大的影响，而ansys软件又是其中应用较为广泛的一种，所以在学习的过程中，我认真听讲，并且利用课余时间仔细研究，因为软件的学习就得多练。通过这段时间的学习，我学会了包括建模、网格划分、静应力分析等的