有限元分析轴承座

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1、ANSYS及其应用考核大作业学号：109054339姓名：高银川按图1尺寸建立轴承座的实体模型，孔到两边线距离均为15mm（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，轴2Fr承座在下半孔面上作用正弦径向压力载荷P1，PPsin，式中P（F为100rrb径向合力，r为轴承孔半径，b为轴承孔厚度），轴向均布压力载荷P2，P0.4P。20径向合力F取值：（学号最后2位数字）100N，小于1000N时加上1000N。r要求：（1）为何采用Ansys计算；（2）建模过程。简单叙述；（3）网格划分。简单叙述，列出分割后的实体图和网格图，

2、并说明单元和节点数；（4）加载过程。详细叙述加载部位和加载过程；（5）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；（6）学习体会；一.采用Ansys计算的原因随着现代工业的不断发展，人们对产品质量的要求逐步提高，传统的产品设计技术目前已远远不能满足产品的功能和市场的要求。而现代设计技术是以电子计算机为手段，以网络为基础，建立在现在管理之上，运用工程设计的新理论、新方法，实现计算机结果最优化，设计过程高效化的设计技术，它是传统设计技术的延伸和发展，它使传统设计技术发生了质的飞跃。有限元法已成为非常普及的数字化分析方法，国际上已发布了众多的有限元分析软

3、件，因此，甚至可以说只要你能够进行工程设计和画图，就可以进行有限元分析。因此采用Ansys计算，很方便，很实用。二.建模过程。1.创建基座模型（1）生成长方体（2）平移并旋转工作平面（3）创建圆柱体2.创建支撑部分3.偏移工作平面到轴瓦支架的前表面4．创建轴瓦支架的上部5.在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备6．从轴瓦支架“减”去圆柱体形成轴孔.7.创建一个关键点8.创建一个三角面并形成三棱柱9.关闭workingplanedisplay.10．沿坐标平面镜射生成整个模型.11.粘接所有体.三.网格划分网格划分是有限元分析的关键环节，有时候好的网格划分不仅可

4、以节约计算时间，而且往往是求解成功的钥匙。划分网格一般包括以下三个步骤：定义单元属性（TYPE、REAL、MAT）,制定网格的控制参数，生成网格。1．单元类型选择由于对轴承座是进行三维实体的结构分析，故选择10节点的Solid95单元，该单元类型能够用于不规则形状，而且不会再精度上有任何损失。它由10个节点定义，每个节点3个自由度：x,y,z方向。2．制定材料属性指定线弹性材料的弹性模量EX=3e7，泊松比PRXY=0.3。3．划分网格采用智能网格划分方式。MainMenu:Preprocessor→Meshing→MeshTool→将智能网格划分器(SmartSizi

5、ng)设定为“on”,并选择网格精度SIZE=2。得到如下图所示，得到的轴承座有限元模型的总单元数21630个，节点总数为34519个。四．轴承座加载过程1.根据已知条件有：轴承座所受到的径向合力Fr=39*100=3900N轴承孔半径r=17mm轴承孔厚度b=12mm由于我们只截取一般模型进行结构分析，故半个轴承孔的径向均布载荷2FrP=2*3900/（0.017*0.012*π）=12176845Pa,而实际情况轴承孔所受并非0rb均布载荷，轴承孔最下部分受载荷最大，左右两腰部分所受载荷最下几乎为零，即轴承孔面上所受压力载荷为非线性的。故，我们将它近似为P1=0

6、.75P0=9132634Pa。轴向均布压力载荷P2=0.4P0=4870738Pa。2.轴承座的约束情况根据实际结构和安装情况，轴承座是靠底座的四个螺栓孔与安装基座相连接来实现固定的，此处为刚性约束，可以在其孔面上施加限制X,Y方向的对称约束，而在地面边线上施加Y方向位移为零的约束。这样与实际情况基本相符。3.具体模型加载步骤如下(1)约束四个安装孔:MainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Displacement→SymmetryB.C.→OnAreas拾取四个安装孔的8个柱面→OK(2)在整个基座的底部施加位移约

7、束MainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Displacement→onLines+拾取基座底部的所有边线，选择UY作为约束自由度→OK。(3)在导孔端面上施加推力载荷（面载荷）MainMenu:Solution→DefineLoad→Apply→Structural→Pressure→OnAreas→拾取导孔counterbore上宽度为“3”的所有面→OK→输入面上的压力值28959276→Apply(4)在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷MainMenu:Solution→Defi