轴承座的有限元分析.docx

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ANSYS

使用手册

教程10轴承座的有限元分析

教程10：

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：

-130-

交互式的求解过程

1进入ANSYS

程序 →ANSYS 10.0→ConfigureANSYS Products→fileManagement→input jobname:

zhouchengzuo→Run

2建立几何结构

2.1创建长方体

1.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→

Block→ByDimensions。

2.分别输入X1=0，X2=76，Y1=0，Y2=25，Z1=38，Z2=-38。

3.按下OK按钮。

4.Utilitymenu：

PlotCtrs→Pan,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

1.Utilitymenu：

WorkPlane→DisplayWorkingPlane。

2.WorkPlane→OffsetWPto→XYZ Locations+

→在文本框中输入：

57，0，19→OK。

3.WorkPlane→OffsetWPbyIncrements…→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.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create

→Volumes→Cylinder→SolidCylinder。

7.输入 WP X：

0，WP Y：

0，Radius：

9.5，Depth：

38。

8.按下OK按钮。

9.Utilitymenu：

WorkPlane→OffsetWPto→XYZLocations+→在文本框中输入：

57，0，-19→OK。

10.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create

→Volumes→Cylinder→SolidCylinder。

11.输入 WP X：

0，WP Y：

0，

Radius：

9.5，Depth：

38。

12.按下OK按钮。

13.Utilitymenu：

Plot→Replot。

下面将圆柱体从长方体中挖除。

13.MainMenu:

Preprocessor→Modeling

→Operate→Booleans→Subtract

→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.Utilitymenu：

Plot→Replot。

2.3创建支撑部分

1.Utilitymenu：

WorkPlane→OffsetWPto→GlobalOrigin。

2.WorkPlane→OffsetWPbyIncrement…→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按钮。

5.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→

Block→ByDimensions

6. 输入X1=0，X2=38，Y1=25，Y2=70，Z1=-19，Z2=-38。

7.按下OK按钮。

8.UtilityMenu:

PlotCtrls→Numbering…→“Volumesnumbers”（将其设置为On）→OK

9.Toolbar:

SAVE_DB。

10. UtilityMenu:

PlotCtrls→Numbering…→“Keypointnumbers”（将其设置为On）→OK

11.UtilityMenu:

WorkPlane→OffsetWPto→Keypoints+

11.选择节点号为24的关键点。

12.OK。

13.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→

Cylinder→PartialCylinder。

14. 输入WPX=0，WPY=0，Rad-1=0，Theta-1=0，Rad-2=38，

Theta-2=90，Depth=-19

15.按下OK按钮。

16.UtilityMenu:

PlotCtrls→Numbering…→Keypointnumbers

（去掉前面的对勾）→OK。

2.4创建圆柱体及轴承孔

1.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→

Cylinder→SolidCylinder。

2.输入WPX=0，WPY=0，Radius=25，Depth=-5

3.按下Apply按钮。

4.输入WPX=0，WPY=0，Radius=22，Depth=-50

5.按下OK按钮。

6.UtilityMenu:

Plot→Replot。

7.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans

→Subtract→Volumes。

8.选择bushingbracket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bushingbracket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按钮。

16.UtilityMenu:

Plot→Replot。

2.5调整工作平面并重新设置snapincrement值。

1.UtilityMenu:

PlotCtrls→Numbering…→Keypointnumbers

→OK。

2.UtilityMenu:

WorkPlane→AlignWPwith→Keypoints+

3.依次选择关键点：

22，16，15，当出现“multipleentitiesexistatthislocation”信息时选择OK。

4.按下OK按钮。

5.UtilityMenu:

WorkPlane→WPSettings…

6.在“SnapIncr”下输入0.05

7.按下OK按钮。

2.6创建web。

1.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→

Block→ByDimensions

2. 分别输入X1=0，X2=-57，Y1=0，Y2=45，Z1=0，Z2=-4。

3.按下OK按钮。

4.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Create→Areas→

Arbitrary→ThroughKPs。

5.依次选择关键点：

23，43，29，45。

按下OK按钮。

5.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans

→Divide→VolumebyArea。

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.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Delete→VolumeandBelow。

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.UtilityMenu:

PlotCtrls→Numbering…→Keypointnumbers→

OK。

2.7创建整体模型。

1.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Reflect→Volumes

→PickAll。

2.拾取“Y-Zplane X”。

3.按下OK按钮。

4.MainMenu:

Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans

→Glue→Volumes→PickAll。

3选择单元类型

ANSYSMainMenu:

Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete

-Add…→StructuralSolid →Tet10Node 92→OK→Close（the

ElementTypewindow）。

4定义材料参数

ANSYSMainMenu:

Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear

→Elastic→Isotropic→inputEX:

2e5→inputPRXY:

0.3→OK→Material→Eixt（ClosetheMaterialPropswindow）。

5产生网格

5.1划分固体体积的网格

1.MainMenu:

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.Mesh→PickAll。

6.关闭MeshTool窗口。

5.2显示图形的光滑单元边界

1. UtilityMenu:

PlotCtrls→Style→SizeandShape。

ANSYS

使用手册

教程10轴承座的有限元分析

2.在第二个下拉列表中选择2facets/edge。

3.按下OK按钮。

6确定求解标准

6.1在四个安装孔上应用对称约束

1.UtilityMenu:

Plot →Volumes

2.MainMenu:

Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→SymmetryB.C.→OnAreas。

3.选择四个安装孔的8个柱面。

4.按下OK按钮。

-131-

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教程10轴承座的有限元分析

6.2在整个基座的底部施加位移约束（UY=0）

1.MainMenu:

Solution→DefineLoads→Apply→Structural→Displacement→OnLines。

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1

7.1施加推力载荷

1.MainMenu:

Solution→DefineLoads

→Apply→Structural→Pressure→

OnAreas。

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。

6.UtilityMenu:

PlotCtrls→Symbols。

7.在Showpresandconvectas的下拉列表选Arrows（用箭头显示

-135-

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.MainMenu:

Solution→DefineLoads→Apply→Structural

→Pressure→OnAreas。

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。

8求解

1.MainMenu:

Solution→Solve→CurrentLS。

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

9.1绘等效应力图

1.MainMenu:

GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot

→NodalSolu。

2.选择stress。

3.选择vonMisesstress（SEQV）选项。

4.按下OK按钮。

9.2绘等效位移图

1.MainMenu:

GeneralPostproc→PlotResults→ContourPlot

→NodalSolu。

2.选择DOFSolution。

3.选择Displacementvectorsum选项。

4.按下OK按钮。

9.3退出ANSYS程序

1.Toolbar:

Quit。

2.选择SaveEverything。

3.按下OK按钮。

应力图：

位移图: