基于ANSYS的轴承座有限元分析

1、轴承座的有限元分析摘要 ：在ANSYS环境下对轴承座进行建模，划分网格，生成有限元模型，并对其进行约束，加载，从而得到轴承座在工作载荷条件下的变形，应力，并对结果进行分析。 关键词 ：轴承座 ANSYS 建模 有限元0 引言轴承座在机械生产中很常见，在各类机器、机构中都有它存在的身影，由于轴承座本身结构并不是太复杂，所以本文并没有借助其他类型的三维软件建模，而是在ANSYS环境下建立的模型。轴承座的受力主要是分布在轴承孔圆周上，还有轴承孔的下半部分的径向压力载荷。本文将分析在这些载荷的作用下，轴承孔的变形，应力等，并显示强大的ANSYS的求解结果。一 、轴承座有限元模型的建立1.1、轴承座三维

2、模型的创建由于轴承座为整体对称的结构，所以建模的总体思路为先建立模型的一半，然后在用ANSYS中的镜像命令创建另一半。首先建立基座模型，输入基座长方体的两个对角顶点（0,1,0）和（3,1,3），建立一个长方体，然后平移工作平面，在基座上创建两个半径为0.325的圆柱，从长方体上减去两个圆柱便形成了两个圆柱孔，这样基座便建立好了。然后再建立支撑部分，支撑分三部分建立，先建立一个长1.5，宽0.75，高1.75的长方体的块，在建立一个半径为1.5的四分之一圆柱，最后建立轴承孔，值得注意的是建立轴承孔时需要建立两个半径分别为1和0.85的圆柱为生成孔做准备，然后再依次剪掉两个圆柱，形成孔。接着创建

3、肋板不分，先通过三个点创建一个三角形的面，然后将该三角形拉成一个三棱柱，便建好了肋板。然后将模型沿坐标平面镜像生成对称部分，最后粘贴所有体1.2 、划分网格生成有限元模型首先定义材料属性，设置弹性模量EX为30e6，泊松比为0.3。然后用划分网格工具Mesh Tool将几何模型划分单元。由于结构较复杂且为三维模型，故选择智能划分网格，即Smart Sizing，结果如图。二、施加边界与载荷先约束四个安装孔，依次选择四个安装孔的八个（每个圆柱面包括两个面）柱面，使其自由度为0，再在整个底座施加竖直方向上的位移约束，选择基座底面的所有外边界线，选择Uy作为约束自由度。在轴承孔上施加推力载荷，选择宽

4、度较小的孔，即宽度为0.15的孔，输入压力值为1000。在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷（这个载荷是由于受重载的轴承受到支撑作用而产生的），选择宽度较大的圆柱，即宽度为0.1875的两个下半面输入压力值为5000.然后保存。结果如下图所示：三、求解及后处理用ANSYS对已施加完约束和载荷的模型进行求解，结果显示如下：Nodal Solution:应力分布：变形图：由于节点太多，list result在这里就不显示了。以上便是用ANSYS有限元法求解轴承座所 得到的结果。动画最后一帧变形图：四、结果分析从变形图中可看出，载荷主要集中在轴承孔支架的上半圆周的表面，所以要对该处进行载荷保护，可通过变换材料，热处理等方法加强该处强度。从应力图中可看出，应力主要集中在轴承孔宽度较大，即宽度为0.1875的孔的表面，在该处要进行应力保护。从动画中可看出肋板与轴承架接触处，应力也比较集中，应采取应力保护。参考文献1