基于ANSYS的轴承座有限元分析(2)

（2）网格划分

1)定义单元类型1为10一节点四面体实体结构单元(SOLID92) Main Menu： Preprocessor 一> Element Type 一>Add／Edit／Delete?一>Solid一>Tet

2)定义材料特性．

Main Menu：Preprocessor一>Material Props一>Material Models ->Structural一>Linear一>Elastic一>Isotropic?一>Ex(弹性模量)： 30e6；PRXY(泊松比)：0．3

3)用网格划分器MeshTool将几何模型划分单元

Main Menu：Preprocessor一>Meshing一>MeshTool? a)将智能网格划分器(Smart Sizing)设定为“on” b)将滑动码设置为“8”

C)确认MeshTool的各项为：Volumes，Tet，Free d)MESH

网格划分后的结果如图4所示。

图4 轴承座网格

（3）边界条件

轴承座与轴为对称体，故只需建立一半模型，在对称面上施加对称载荷；轴承座底板固定，故在底板底面上施加Y、Z方向的约束；轴为一部分，故在轴末端施加对称约束。约束命令流如下： /solu time,1 csys,0

asel,s,loc,x,-0.032,-0.033 da,all,symm asel,s,,,239 asel,a,,,301 da,all,symm

轴承座与底板用螺栓连接，在螺栓头部和轴承座之间、螺母与底板之间、底板与轴承座之间添加接触对；轴与轴承座孔配合，在轴承座孔与轴之间添加接触对。命令流如下： /prep7 et,2,173 et,3,170 r,3 csys,0 asel,s,,,a asel,a,,,b nsla,s,1 type,2 real,3 esurf,all alls asel,s,,,c nsla,s,1 type,3 real,3 esurf,all alls

a,b,c为需要设置接触对的面号。以此类推，设置其他接触对，整个模型接触对示意图如图5。

图5 接触对模型 螺栓起连接作用，在两个螺栓上施加预紧力。命令流为： /prep7

PSMESH,1,b1,,volu,m,0,y,-0.034,,,,b1_2 sload,1,9,lock,forc,15000,1,2

PSMESH,2,b1,,volu,n,0,y,-0.034,,,,b1_2 sload,2,9,lock,forc,15000,1,2

m,n为两个螺栓杆的体号，-0.034怎为螺栓杆中心位置的y坐标。 在轴端线上施加45KN的力。

lsel,s,,,130 lsel,a,,,141

nsla,s,1

f,all,fy,-45000/65

65为轴端线上的节点数，用Select选取线，再选线上的节点，用Run-Time State下的All Statistic显示所选节点个数。

2 加载及求解

(1)加载

1)约束圈个安装孔

Main Menu：Solution一>Loads—Apply一>Structural—Displacement—>Symmetry B.C.—On Areas

2)整个基座的底部施加位移约束(UY=0)

Main Menu：Solution～>Loads—Apply一>Structural—Displacement一>on Lines 3)在轴承孔圆周上施加推力载荷

Main Menu：Solution一>Loads—Apply一>Structural—Pressure一>On Areas 4)在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷，这个载荷是由予受重载的轴承受到支撑作用而产生的。

While still in 一>Loads>Apply一>Structural—Pressure一>On Areas (2)求解

Main Menu：Solution一>Solve—Current LS

3 后处理

Main Menu：General Postproc一>Plot Results一>Contour Plot-Nodal Solu一>stress一>yon Mises(等效应力)

求解完成后得到模型的应力、应变图如图6、7所示。

图6 整体应变图

图7 去掉轴后应力图

由上图可知，模型的最大变形发生在轴的末端，与实际情况相符；模型最大应力出现在轴承孔上，与实际相符。

4 总结

相对于其他应用软件，ANSYS作为大型权威性的有限元分析软件，对提高解决问题的能力是一个全面的锻炼过程，是一个非常重要的软件。在刚开始学习的时候会无从下手，但用心学习之后，就会知道如何去学习它，也会有了学习ANSYS的乐趣。

我们要多问问题多积累经验。学习ANSYS的过程实际上是一个不断解决问题的过程，问题遇到的越多，解决的越多，实际运用ANSYS的能力才会越高。对于初学者，必将会遇到许许多多的问题，对遇到的问题最好能记下来，认真思考，逐个解决，积累经验。只有这样才会印象深刻，避免以后犯类似的错误，即使遇到也能很快解决。

其实，ANSYS的使用并不难，并不需要思考多少问题，学ANSYS真正难的是将一个实际问题转化为一个ANSYS能够解决且容易解决的问题。这才是学习ANSYS所需要解决的一个核心问题，所以在以后的学习中，我要在基础知识掌握好并多加练习的前提下，还要多加强这方面的锻炼，多思考，多问问题，与同学多多交流。