轴承座的有限元分析

1、ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 121 - 教程教程 1010：轴承座的有限元分析：轴承座的有限元分析 轴承座的几何尺寸如图所示： 轴承座的受力如图所示： ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 122 - 交互式的求解过程交互式的求解过程 1 进入进入 ANSYS 程序程序 ANSYS 10.0 Configure ANSYS Products file Management input job name: zhouchengzuoRun 2 建立几何结构建立几何结构 2.1 创建长方体 1Main Menu: PreprocessorModeli

2、ng Create Volumes Block By Dimensions。 2. 分别输入 X1=0，X2=76，Y1=0，Y2=25，Z1=38，Z2=-38。 3按下 OK 按钮。 4Utility menu：PlotCtrsPan,Zoom,Rotate。 5. 按下 Pan-Zoom-Rotate 窗口内的 ISO 按钮。 6. 关闭 Pan-Zoom-Rotate 窗口。 2.2 创建长方体的两个圆孔。 调整工作平面的位置及角度 1Utility menu：WorkPlaneDisplay Working Plane。 2. WorkPlaneOffset WP toXYZ Loc

3、ations + 在文本框中输入：57，0，19OK。 3WorkPlaneOffset WP by Increments将角 度滚动条滑到 90 度作为旋转的角度。 4. 按下上面一组按钮中的 X-按钮。 5. 按下 OK 按钮。 6. Main Menu: PreprocessorModeling Create Volumes Cylinder Solid Cylinder。 7. 输入 WP X ：0，WP Y ：0，Radius： 9.5，Depth：38。 8. 按下 OK 按钮。 9. Utility menu：WorkPlaneOffset WP to XYZ Locations

4、 + 在文本框中输入： 57，0，-19OK。 10. Main Menu: PreprocessorModeling Create ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 123 - Volumes Cylinder Solid Cylinder。 11. 输入 WP X ：0，WP Y ：0， Radius：9.5，Depth：38。 12. 按下 OK 按钮。 13. Utility menu：Plot Replot。 下面将圆柱体从长方体中挖除。 13.Main Menu: PreprocessorModeling Operate Booleans Subtract

5、Volumes。 14. 选择长方体作为将要进行挖除的基 底体积。 15. 按下 Apply 按钮。 16. 选择两个圆柱体作为要挖除的体积。 17. 按下 OK 按钮。 18. Utility menu：Plot Replot。 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 124 - 2.3 创建支撑部分 1. Utility menu：WorkPlaneOffset WP toGlobal Origin。 2. WorkPlaneOffset WP by Increment将角度滚动条滑到 90 度作为旋转的角度。 3. 按下上面一组按钮中的 X+按钮。 4. 按下 OK 按

6、钮。 5. Main Menu: PreprocessorModeling Create Volumes Block By Dimensions 6. 输入 X1=0，X2=38，Y1=25，Y2=70，Z1=-19，Z2=-38。 7. 按下 OK 按钮 。 8. Utility Menu: PlotCtrlsNumbering “Volumes numbers”(将 其设置为 On) OK 9.Toolbar: SAVE_DB。 10. Utility Menu: PlotCtrlsNumbering “Keypoint numbers” (将其设置为 On) OK 11. Utility

7、 Menu: WorkPlane Offset WP to Keypoints + 11. 选择节点号为 24 的关键点。 12. OK。 13. Main Menu: PreprocessorModeling Create Volumes Cylinder Partial Cylinder。 14. 输入 WP X = 0，WP Y = 0，Rad-1 = 0，Theta-1 = 0，Rad-2 = ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 125 - 38，Theta-2 = 90，Depth = -19 15. 按下 OK 按钮 。 16. Utility Menu: P

8、lotCtrlsNumbering Keypoint numbers（去掉前面的对勾） OK。 2.4 创建圆柱体及轴承孔 1. Main Menu: PreprocessorModeling Create Volumes Cylinder Solid Cylinder。 2. 输入 WP X = 0，WP Y = 0，Radius = 25，Depth = -5 3. 按下 Apply 按钮。 4. 输入 WP X = 0，WP Y = 0，Radius = 22，Depth = -50 5. 按下 OK 按钮 。 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 126 - 6.

9、Utility Menu: Plot Replot。 7. Main Menu: PreprocessorModeling Operate Booleans Subtract Volumes。 8. 选择 bushing bracket 的两个体作为将要进行挖除的基底体积。 9. 按下 Apply 按钮。 10. 选择半径为 25 的圆柱体作为要挖除的体积。 11. 按下 OK 按钮。 12. 重复以上步骤，即：选择 bushing bracket 的两个体作为将要 进行挖除的基底体积。 13. 按下 Apply 按钮。 14. 选择半径为 22 的圆柱体作为要挖除的体积。 15. 按下 OK

10、 按钮。 16. Utility Menu: Plot Replot。 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 127 - 2.5 调整工作平面并重新设置 snap increment 值。 1. Utility Menu: PlotCtrlsNumbering Keypoint numbers OK。 2. Utility Menu: WorkPlane Align WP with Keypoints + 3. 依次选择关键点：22，16，15，当出现“multiple entities exist at this location ” 信息时选择 OK 。 4. 按下 O

11、K 按钮。 5. Utility Menu: WorkPlane WP Settings ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 128 - 6. 在 “Snap Incr”下输入 0.05 7. 按下 OK 按钮。 2.6 创建 web。 1. Main Menu: PreprocessorModeling Create Volumes Block By Dimensions 2. 分别输入 X1=0，X2=-57，Y1=0，Y2=45，Z1=0，Z2=-4。 3. 按下 OK 按钮。 4. Main Menu: PreprocessorModeling Create Ar

12、eas Arbitrary Through KPs。 5. 依次选择关键点：23，43，29，45。按下 OK 按钮。 5. Main Menu: PreprocessorModeling Operate Booleans DivideVolume by Area。 6. 选择步骤 1 中创建的长方体，点击 OK 按钮，选择步骤 5 中 创建的面，点击 OK 按钮。 7. Main Menu: PreprocessorModeling Delete Volume and Below。 8. 选择长方体左上角的体作为要删除的体积。 9. 按下 OK 按钮。 10. Utility Menu: P

13、lotCtrlsNumbering Keypoint numbers OK。 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 129 - 2.7 创建整体模型。 1. Main Menu: Preprocessor ModelingReflect Volumes Pick All。 2. 拾取 “Y-Z plane X”。 3. 按下 OK 按钮。 4. Main Menu: PreprocessorModeling Operate Booleans Glue Volumes Pick All。 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 130 - 3 选择单元类型选

14、择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor Element TypeAdd/Edit/DeleteAddStructural Solid Tet 10Node 92 OK Close (the Element Type window)。 4 定义材料参数定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor Material Props Material Models Structural Linear ElasticIsotropicinput EX:2e5 input PRXY:0.3 OK Material Eixt(Close the Ma

15、terial Props window)。 5 产生网格产生网格 5.1 划分固体体积的网格 1. Main Menu: Preprocessor Meshing MeshTool Global：Set SIZE:10 OK 2. 在 Mesh 下拉列表中选择 Volumes。 3. 选择 Tet 选项。 4. 选择 Free 选项。 5. MeshPick All。 6.关闭 MeshTool 窗口。 5.2 显示图形的光滑单元边界 1.Utility Menu: PlotCtrls Style Size and Shape。 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 131

16、 - 2. 在第二个下拉列表中选择 2 facets/edge。 3. 按下 OK 按钮 。 6 确定求解标准确定求解标准 6.1 在四个安装孔上应用对称约束 1. Utility Menu:Plot Volumes 2. Main Menu: SolutionDefine LoadsApplyStructural Displacement Symmetry B.C. On Areas 。 3. 选择四个安装孔的 8 个柱面。 4. 按下 OK 按钮 。 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 132 - 6.2 在整个基座的底部施加位移约束 (UY=0) 1. Main M

17、enu: SolutionDefine LoadsApplyStructural DisplacementOn Lines。 2. 选择基座底部的所有线（共六条） 。 3. 按下 OK 按钮 。 4. 选择列表内的 UY 作为约束自由度。 5. 按下 OK 按钮应用约束。 7 加载步骤加载步骤 1 7.1 施加推力载荷 1. Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Areas。 2. 选择半径为 22 的孔的顶面， 如右图所示。 3. 按下 OK 按钮。 4. 输入压力值 4Mpa 。 5. 按下 OK 按钮。

18、 6. Utility Menu: PlotCtrls Symbols 。 7. 在 Show pres and convect as 的下 拉列表选 Arrows（用箭头显示 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 133 - 压力值） 。 8. 按下 OK 按钮。 7.2 在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷 1. Main Menu: Solution Define Loads Apply Structural Pressure On Areas。 2. 选择半径为 22 的孔的下半部分圆柱面（2 个） 。 3. 按下 OK 按钮。 4. 输入压力值 25Mpa。 5. 按下 OK 按钮。 ANSYS 使用手册 教程 10 轴承座的有限元分析 - 134 - 8 求解求解 1. Main Menu: Solution Solve Current LS。 2. 阅读状态窗口中的信息，然后用窗口内的 File-Close 命令将窗口 关闭。 3. 按下 OK 按钮关闭对话框并开始求解。 4. 关闭求解结束时出现的信息窗口。 9 后处理后处理 9.1 绘等效应力图 1. Main Menu: General Postproc Plot Results Contour Plot Nodal Solu。 2. 选择 stress。 3. 选择 v