ANSYS（軸承支架的静力分析）.doc

轴承支架的静力分析 问题的定义 像装在汽轮机汽缸本体或基础上用来支撑轴承的构件 磨损作为轴承座最为常见的问题，轴承座磨损现象也时常有限元法是一种基于变分法（或变分里兹法）而发展起来的求解微分方程的数值计算方法，该方法以计算机为手段，采用分片近似、进而整体逼近的研究思想求解物理问题 图1 轴承支架示意图 2 . 模型建立 模型建立包括：定义单元类型和实常数；定义材料属性；建立三维几何模型；划分有限元网格。 2.1 定义单元类型 在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构，分析类型和所分析的问题精度等，选定适合具体分析的单元类型。本例中选用十节点四面体实体结构单元Tet 10Node92。Tet 10Node92可用于计算三维问题。 2.2 定义实常数 本实例中选用十节点四面体实体结构单元Tet 10Node92，不需要设置实常数。 2.3 定义材料属性 本实例所采用的材料属性根据题意得知，弹性模量取2.2E11，泊松比取0.3。将这两个数据依次输入EX文本框和PRXY文本框即可。 图2 定义材料属性 2.4 建立三维几何模型 建立实体模型可以通过自上而下和自下而上两个途径： 1、自上而下建模，首先要建立体（或面），对这些体或面按一定规则组合得到最终需要的形状。 2、自下而上建模，首先要建立关键点，由这些点建立线、由线连成面等一般建模原则是充分利用对称性，合理考虑细节。根据题中的轴承座，由于轴承座具有对称性，只需建立轴承座的半个实体对称模型，在进行镜像操作即可。采用自下而上的建模方法得到如下图1所示的三维实体模型： （1）Main Menu：PreprocessorModeling-CreateVolumes-Block-By Dimensions 输入x1=,x2=100,y1=-198,y2=198,z1=0,z2=30； （2）Main Menu：PreprocessorModeling-Create-Volumes-BlockBy Dimensions 输入x1=,x2=100,y1=-125,y2=125,z1=0,z2=15； （3）Main Menu：PreprocessorModeling-OperateBooleans-Subtract-Volume 图3 两个长方体布尔运算 (4) Main Menu：PreprocessorModeling-CreateVolumes-Partial Cylinder,弹出如下对话框，填入如下数据： 图4 输入柱坐标的参数 (5) Main Menu：PreprocessorModeling- (6) Main Menu：PreprocessorModeling-OperateBooleans-Subtract-Volume 图5 生成的底座 2.4.2.创建关键点,生成体积 （7）Main Menu：PreprocessorModeling-Create （8）参照上一步的操作，在ANSYS的显示窗口生成以下关键点编号及其坐标： 72 (15,-150,30)；73 (-15,150,30);74 (15,150,30);75 (-15,75,280);76 (15,75,280);77（-15，-75，280）；78 （15，-75，280）； （9）Main Menu：PreprocessorModeling-CreateVolumes- 图6 创关键点生成梯形体 2.4.3创建圆柱体，并显示组合体 首先应偏移工作平面至(60,0,280)， （10）Utility Menu: Work Plane-Change Active CS to-Global Cylindrical (将当前激活坐标转化为柱坐标系)； (11) Main Menu：PreprocessorModeling-CreateVolumes-Partial Cylinder；创建圆柱体WP X输入0，WP Y输入0，Radius-1输入75，Theta-1输入0，Radius-2输入0，Theta-2输入360，Depth输入120，点击Apply. 图7 创建圆柱体 2.4.4 形成圆柱的轴孔 (12) Main Menu：PreprocessorModeling-CreateVolumes- (13) 选取Booleans-Subtract-Volumes命令，将联轴体大圆柱中减去刚生成的2个圆柱体，从而形成轴孔。 2.4.5 连结所有体并显示组合体 （1