Ansys有限元分析在轴承选用中的应用

轴承支架的ANSYS分析题目：试应用ANSYS有限元软件分析图1所示支座（铸造）内部的应力、应变和变形分布，并校核强度。

已知，底板上有四个直径为14mm的圆孔（距离端面均为30mm），其圆面受到全约束，已知材料的弹性模量E=210Gpa，泊松比μ=0.3，许用应力[σ]=160MPa，右端φ60的孔端面（A-B）受到水平向左的分布力作用，分布力的合力大小为15kN。

图1 零件尺寸图有限元分析操作过程：GUI:Utility Menu→File→Change Title，弹出新菜单，如下图所示，命名为file_dazuoyeGUI :MainMenu→Preprocessor→Modeling→Creat→Keypoints→In Active CS,打开创建关键点对话框。

在【Keypoint number】文本框中输入1，在【Location in active CS】文本框中分别输入0,0,0,单击apply按钮。

同理建立另外三个关键点，编号为2至4，分别为（140,0,0）、（140,140,0）、（0,140,0）GUI：MainMenu→Preprocessor→Modeling→Creat→Areas→Arbitrary→Through Kps，弹出拾取线对话框，依次拾取刚刚建立的4条个关键点，需要安顺时针或者逆时针顺序。

点击OK 按钮。

GUI：MainMenu→Preprocessor→Modeling→Creat→Areas→Circle→Solid Circle，弹出拾取线对话框，按照下图所示进行设置输入。

点击OK。

同理在底部建立另外三个孔，半径均为7mm，输入坐标分别为（110,30）、（30,110），（110,110），最终建立图形如下所示。

GUI:MainMenu→Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans→Divide→Area By Area，弹出拾取面对话框，先拾取大面，点击OK，再次弹出拾取面对话框，再拾取四个小面，点击OK，进行面切割，切割完图形如下所示。

基于ANSYS的轴承座的有限元分析摘要：本文利用ANSYS14.0对轴承座的强度进行有限元分析。

通过三维实体建模，设置单元类型，设置材料参数，网格划分控制，施加载荷约束建立轴承座的有限元模型，然后对轴承座进行求解，得出应力，位移分布图和变形图，继而对其进行强度分析，找出结构最易破坏的地方。

最后的计算结果表明该轴承座符合强度设计要求。

关键词：有限元分析、轴承座1.引言轴承座可以为轴提供支撑，并且承受轴传递的各种载荷。

一个可靠的轴承座对于减轻轴的偏心振动，保证设备的正常性能具有重要作用。

但由于轴承座形状复杂，传统的解析法无法较为精确地计算其性能。

所以使用有限元分析软件ANSYS，对汽车上的某轴承座的承载特性进行有限元分析。

2.建立有限元模型该轴承座采用普通碳钢Q235，弹性模量E=2.01E11，泊松比u=0.3。

沉孔上受到径向推力为1000psi（6.89MPa)，安装安装轴瓦的下表面受到向下作用力5000psi（34.45MPa)。

Q235的屈服极限为34808psi（240MPa)。

2.1在ANSYS14.0中建立三维实体模型在ANSYS中建立实体模型时，主要有自底向上和自顶向下两种方法。

根据该轴承的结构特点，采用自顶向下的建模方法，并且综合运用工作平面的平移、旋转，布尔运算，镜像等方法生成轴承座的实体模型。

模型的创建过程大致分为以下三步。

第一步进行基座的创建，如图1所示。

图1 轴承座基座第二步进行支撑部分的创建，如图2所示。

图2 轴承座支撑部分第三步进行肋板的创建，并且通过镜像完成轴承座三维实体的创建，见图3。

图3 轴承座三维模型2.2网格划分2.2.1设置单元类型在有限元分析过程中，对于不同的问题，需要应用不同的特性单元，所以选择合适的单元对于有限元分析非常重要。

在此我们选择Solid187单元，它是三维10节点四面体结构实体单元，每个四面体边的中点也是节点，其中每个节点具有3个自由度，具有空间的任意方向。

练习：轴承座 (3-D实体结构)有限元分析1．启动ANSYS(1)Utility Menu→File→Change Directory…改变工作目录(2) Utility Menu→File→Change Jobname…定义文件名(3) Utility Menu→File→Change Title…定义分析标题2．定义分析类型GUI：Main Menu→Preferences，在对话框中选择分析类型为Structural，程序分析方法为h-Method.3．定义单元类型：定义10-节点四面体实体结构单元(SOLID92)Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add，在弹出的对话框中左边选择Structural Solid ，右边框选择Tet 10 Node 92→OK4. 定义材料特性Main Menu：Preprocessor→Material Props→Material Models，Structural→Linear→Elastic→Isotropic。

输入弹性模量EX=3e7，泊松比PRXY=0.3，OK。

5．创建几何模型该模型是左右对称结构，只需创建对称部分。

整体坐标原点设在对称面与基座底面的后交点处。

(1)创建底座Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Volumes →Block→By 2 Corners & Z 在弹出的对话框中分别输入：WPX,WPY,Width,Height,Depth（0,0,3,1,3）→OK。

即第一个角点在局部坐标系中的坐标值及体的宽度和高度（即第二个角点的坐标）；Depth（3）为体的高度，沿WZ坐标轴。

取正值时图形沿局部坐标正向，取负值时图形沿局部坐标负方向绘出。

Utility Menu→PlotCtrls→ Pan,Zoom,Rotate→Iso绘正等侧视图。

ANSYS在轴承座线性分析中的应用摘要：轴承座已在各种机械传动中得到了广泛的应用。

本文在考虑轴承座结构的基础上，利用通用有限元软件ANSYS的线性模块，对轴承座在受力状态下的结构受力性能进行了深入分析。

分析结果表明，利用ANSYS可以很方便地解决轴承座的线性分析问题。

关键词：轴承座线性分析ANSYSABSTRUCT:The bearing block has set up a file in the various mechanical drive in a wide range of applications. In this paper the structural stress performance of the bearing block is analyzed by general finite element program ANSYS based on geometric linear principle. The analysis conducted includes the initial prestressed state .The analyse results showed that using ANSYS can be easily solve linear analysis of the bearing block.KEY WORDS: bearing block linear analysis ANSYS一、引言有限元方法发展到今天，已经成为一门相当复杂的实用工程技术。

有限元分析的最终目的是还原一个实际工程系统的数学行为特征。

即分析必须针对一个物理原型准确的数学模型。

模型包括所有节点、单元、材料属性、实常数、边界条件以及其他用来表现这个物理系统的特征。

ANSYS是一种融结构、热、流体、电磁和声学于一体的大型CAE通用有限元分析软件，可广泛应用于航空航天、机械、汽车交通、电子等一般工业及科学研究领域。

轴承座轴承座 轴瓦轴瓦 轴四个安装孔径向约束向约束 (对称) 轴承座底部约束(UY=0) 沉孔上的推力 (1000 psi.) 向下作用力 (5000 psi.) 实验十 轴承座的有限元建模与分析（一）实验目的（一）实验目的1.熟悉并掌握ANSYS 软件的使用方法；软件的使用方法；2.掌握如何利用ANSYS 建立复杂实体模型；建立复杂实体模型；3.掌握如何利用ANSYS 分析复杂模型应力分析。

分析复杂模型应力分析。

（二）实验设备和工具（二）实验设备和工具装有装有ANSYS 分析软件的计算机分析软件的计算机（三）问题描述：（三）问题描述：（四）实验步骤：（四）实验步骤：首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型创建基座模型 生成长方体生成长方体Main Menu ：Preprocessor>Create>Block>By Dimensions 输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3 平移并旋转工作平面平移并旋转工作平面Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments X,Y ,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击Apply XY ，YZ ，ZX Angles 输入0，－90点击OK 。

创建创建圆柱圆柱圆柱体体Main Menu ：Preprocessor>Create>Cylinder> Solid Cylinder Radius 输入0.75/2, Depth 输入－1.5,点击OK 。

轴承系统 (分解图) 载荷拷贝拷贝生成生成生成另另一个一个圆柱圆柱圆柱体体Main Menu ：Preprocessor>Copy>Volume 拾取圆柱拾取圆柱体体,点击Apply, DZ 输入1.5然后然后点击点击OK 从长方体长方体中减去两中减去两中减去两个个圆柱圆柱体体Main Menu ：Preprocessor>Operate>Subtract Volumes 首先首先拾取被减拾取被减拾取被减的长方体，点击的长方体，点击Apply ,然后拾取减去后拾取减去的的两个圆柱圆柱体，点击体，点击OK 。

基于ANSYS的滚针轴承的有限元分析作者简介:马星国(1963-),男,教授.E mail:**********************基于ANSYS 的滚针轴承的有限元分析马星国1,2,孙雪1,尤小梅1,2(1.沈阳理工大学机械工程学院,辽宁沈阳110168;2.东北大学机械工程与自动化学院,辽宁沈阳 110004)摘要:基于有限元分析软件A NSYS,建立了滚针轴承的三维有限元模型,以典型的径向载荷和边界条件为例,对其进行静力学接触分析,得出了轴承承载过程中的应力和变形趋势及接触应力的变化规律,空心轴和轴承外圈在径向方向上的最大等效应力并非出现在接触表面,而是分别出现在距接触表面0.256mm 和0.268mm 处.关键词:滚针轴承;有限元分析;接触应力中图分类号:T H 133.33 文献标识码:A 文章编号:1672-5581(2008)03-0328-05ANSYS enabled finite element analysis on needle bearings MA X ing guo 1,2,S UN Xue 2,YO U Xiao mei 1,2(1.S chool of Mechani cal Engineering,Shenyang Ligong University,Shenyang 110168,China;2.Mechani cal Engineering College,Northeastern University,Shenyang 110004,China)Abstract :A three dimensional model is first established for needle bearings using such an FEA softw are as ANSYS TM .Afterw ards,the static mechanical contacting analysis is specifically conducted based on radial loads and boundary conditions.Then,the stress and deformation trends,tog ether w ith contacting stress changes,are acquired for needle bearings in the loading process.Eventually,the equivalently maximal tresseson the hollow shaft and bearing outer ring are produced w ith 0.256mm and 0.268mm displacement from contacting surface,respectively.Key words :needle bearing ;finite element analysis;contacting stress滚针轴承横截面小,但有很强的承载能力,适用于径向空间有限的轴承配置.因其具有质轻及刚性高之特性,可容许在严酷情形下使用:如高转速、冲击荷重等情形.在滚动轴承的设计与应用分析中,经常会遇到轴承的承载能力、预期寿命、变形与刚度等问题,这些问题都与轴承的受力和应力分布状态密切相关[1].因此,对滚针轴承进行接触应力和变形的分析计算对了解轴承工作状况具有重要的意义.本文采用ANSYS 有限元分析软件建立滚针轴承的有限元模型并加载求解,进行静力学接触分析.1 弹性接触问题的理论解析接触分析能解决典型的状态非线性问题,在工程实践中应用广泛.由于传统赫兹理论是在许多假设的前提下推导出的近似解,而在许多场合这些假设是不成立的,因此运用赫兹理论来解决接触问题存在一定的局限性.ANSYS 则能解决所有赫兹接触问题,并且计算结果精度较高.用ANSYS 软件分析接触问题前需先明确如何合理选择接触单元及接触分析的基本步骤[2].一般说来,接触问题属于数学上的混合边值问题,积分方程是接触力学的主导方程.求解积分方程可第6卷第3期2008年9月中国工程机械学报CH INESE JOU RNAL OF CONST RUCT ION MACH INERY Vol.6No.3 Sep.2008以用积分变换,而平面接触问题可以用复变函数求解,即是以半平面的边界方程作为根据,寻求半平面内部的一个解析函数或位势函数,从而得到接触变形和接触应力的计算公式.轴线平行的2圆柱体接触时,变形前二者沿一条直线接触,受力P 后,接触处发生了弹性变形,接触线变成宽度为2b 的矩形面(图1),接触面上的压力按椭圆柱规律分布.变形最大的x 轴上压力最大,以p 0表示,接触面上其余各点的压力按半椭圆规律分布如图2.最大压力为p 0= H =2P bL (1) 由赫兹公式知b =4P L 1- 21E 1+1- 22E 21R 1+1R 2式中: 1, 2为2球体材料的泊松比;E 1,E 2为2球体材料的弹性模量.上式代入式(1),得2圆柱体的接触应力为H =PL 1R 1+1R 21- 21E 11- 22E 2(2)取综合曲率半径为R ,则1R =1R 1+1R 2,若为2圆柱体内接触,则以1R =1R 1-1R 2代入式(2)计算[3].2 建模、约束条件、施加载荷与求解2.1 有限元模型的建立[4]本文采用的是无内圈满针的滚针轴承,装配在空心轴上,空心轴的外径为47.5m m,内径为30mm,滚针轴承的内径为47.5mm,外径为58mm,滚针直径5mm,有效长度为26mm.由于轴承的上半圈不承受载荷,因此只建立下半圈模型进行分析.选择的单元类型为Solid8node45,轴承材料的弹性模量 E =206GPa,泊松比=0.3,将接触区域的网格细化,共有188249个单元,398765个节点.2.2 施加边界条件[5]将轴承外圈的外表面施加全约束,截面对称约束,对空心轴的端面z 向的自由度进行约束.为简化计算,本文只考虑滚针与外圈和空心轴的接触情况,忽略滚针之间的互相接触,所以在柱坐标下将滚针进行y ,z 方向的位移U y ,U z 约束.329 第3期马星国,等:基于ANSYS 的滚针轴承的有限元分析图3 加载后的模型Fig.3 M odel of af ter loading2.3 加载滚针轴承只承受径向载荷,对空心轴的内表面加载,实际的载荷是1个变化的值,底部最大,到边缘逐渐减小,基本满足如下函数关系:Q i =Q 1 sin ![6],其中Q 1为最大载荷,!为夹角,在这里Q 1为104N,如图3为加载后的模型.2.4 创建接触对及求解分别以空心轴的外表面和外圈的内表面为目标面,滚针为接触面共创建62个接触对,采用静力分析模型,设定载荷子步数,进行非线性分析,计算结果收敛.2.5 有限元分析结果通过ANSY 后处理分析,得到径向载荷作用下滚针轴承同空心轴的等效位移云图和M ises 等效应力云图,见图4和图5.取最下面即承载最大的滚针为例,选取接触面中心轴上的节点,设置路径,可以得到滚针与空心轴的轴向接触应力分布及滚针与外圈的轴向接触应力分布,见图6和图7.由图6中可以看到,除了滚针端部的接触应力值急剧变大外,在滚针轴线方向的接触应力值分布相对比较平均.而由图7可以看到滚针与外圈接触时,接触应力的分布也很均匀,在滚针的两端应力值衰减为零.选取滚针中间截面上周向的各节点,得到与空心轴接触端的滚针周向接触应力分布(见图8)和与外圈接触端的滚针周向接触应力分布(见图9),可以看到在接触中心的接触应力最大,沿着远离接触中心的330 中国工程机械学报第6卷方向,接触应力值逐渐减小到零,整个应力分布曲线呈抛物线状,这与赫兹弹性体接触理论的应力分布规律是相同的.图8和图9的分布规律几乎相同,只不过数值不同而已.图10和图11分别为空心轴和外圈沿径向等效应力分布图.从图中可知,空心轴和外圈的最大等效应力值出现在距接触表面0.256mm 和0.268m m 处,并非接触表面.3 结论(1)由计算可知最大的接触应力值为644M Pa,而材料的屈服极限是1175MPa,材料满足强度要求.(2)最大接触应力出现在滚针与空心轴的接触面上.滚针在接触面中心的接触应力最大,沿着远离接触中心的方向,接触应力值逐渐减小到零,整个应力分布曲线呈抛物线状,这与赫兹弹性体接触理论的应力分布规律是相同的.(3)滚针与空心轴接触时,在滚针的端部出现了边缘效应!的现象,设计时应该设置减载槽,以消除边缘效应!.2端以外应力值分布相对比较均匀.滚针与外圈接触时,因有减载槽,没有在两端出现应力集中的现象,相反应力值衰减为零.(4)空心轴和外圈在径向方向上的最大等效应力并非出现在接触表面,而是在距接触表面0.256mm 和0.268m m 处.331 第3期马星国,等:基于ANSYS 的滚针轴承的有限元分析参考文献:[1] 万长森.滚动轴承的分析方法[M ].北京:机械工业出版社,1985.W AN Changsen.Anal ysis method of rolling[M ].Beij ing:China M achine Press,1985.[2] 王国强.实用工程数值模拟技术及其在ANSYS 上的实践[M ].西安:西北工业大学出版社,1999.WANG Guoqiang.Practical w ork in numerical simulation technology and practice based on ANSYS[M ].Xi ?an:Northw es t Polytechnical University Press,1999.[3] 章希胜,武震,张景春.机械零件的接触应力计算[J].机械,2000(01):70-72.ZHANG Xisheng,W U Zhen,ZHANG Jingchun.M echan i cal parts of the contact stress calculation[J].M echanical,2000(01):70-72.[4] 博弈创作室.ANSYS9.0经典产品基础教程与实例详解[M ].北京:中国水利水电出版社,2006. Game Workshop.ANSYS9.0classic products basi c courses an d examples detailed ex planati on[M ].Beijing:Chinese Water Conservancy andHydropow er Press,2006.[5] 李为民,杨红义,王宏祥,等.ANSYS 工程结构实用案例分析[M ].北京:化学工业出版社,2007.LI Wei m i ng,YANG Hongyi,WANG Hongxiang,et al.ANS YS case studies of practical projects[M ].Beij ing:Chemical Industry Press,2006.[6] 伍生,曹保民,杨默然,等.滚动轴承接触问题的有限元分析[J].机械工程师,2007(6):70-72. W U S heng,CAO Baomin,YANG M oran,et al.Finite elem ent analysis of rolling contact problems[J].M echanical Engineering,2007(6):70-72.#下期文章摘要预报#基于曲柄摇杆机构的新型六足爬行机器人的设计王劲松,王洋,关放,刘俏六足爬行机器人在理论上可以实现向前向后稳定行走.对驱动足采用了曲柄摇杆机构,将腿放在四杆机构的摇杆上,实现了腿前后摇摆行走.此外,由于是通过连杆曲线图谱选择腿部运动轨迹,从连杆曲线图谱上可以看到,整条曲线都是很平滑的,因此,机器人在行走过程中也会非常稳定,而不至于出现冲击载荷.对六足机器人的行进机构、运动设计与分析、机器人的运动轨迹和六足机器人的控制系统进行了详细阐述.面向未知三维物体自动建模的视点规划方法研究何炳蔚,周小龙提出了一种面向未知三维物体模型的自动测量新方法,重点介绍了视点的规划策略及算法.首先根据线激光视觉测量系统的可视区域,提出一种视点规划策略.并通过比较4个视点的未知区域体积,取区域体积最大者作为下一个最优视点的位置.实验结果表明,提出的算法是可行且有效的.332 中国工程机械学报第6卷。

基于ANSYS的轴承座有限元分析摘要:NSYS软件具有建模简单、快速、方便的优点，因而成为大型通用有限元程序的代表。

基于有限元思想，运用ANSYS软件建立了轴承座的三维模型，对轴承座进行强度分析．先通过选择单元类型，划分网格、施加边界条件等步骤建立轴承座的有限元模型，再对轴承座进行强度和变形分析，找出结构最易破坏的位置。

计算结果表明该轴承座强度符合设计要求。

关键词:轴承座; 有限元；ANSYS;实体建模；网格划分Finite Element Analysis of Bearing Seat Based on ANSYSAbstract：Because the software of ANSYS has the characteristeristics Such as model building simply,fast and conveniently,it becomes the representation of large universal finite element procedure.Based On finite element theory．the 3D model of a beating block was established with ANSYS software carry out the intensity analysis for bearing seat ．At first，establish the selecting unit type，dividing grid，and imposing boundaries；then，carry out intensity and distortion analysis and find out the most fragile components of the system．The result presented that the intensity of this bearing seat could reach the design request. Keywords:bearing seat；finite element;ANSYS;the entity sets up the mold;the mesh divide the line1 前言作为工业领域中不可或缺的配件，轴承座在汽车、航空、冶金、矿山等行业的应用越来越广泛。

轴承座轴瓦 轴四个安装孔径向约束 (对称) 轴承座底部约束 (UY=0)沉孔上的推力 (3000 psi.) 向下作用力 (15000 psi.) 基于ANSYS 的轴承座有限元分析一、 问题描述在我们机械设计课程中曾经学习过轴系，主要是学习了轴的设计、受力分析以及轴承的设计等等。

但没有对轴承座的承受能力进行分析，所以我在这里主要是对一种简单的轴承座进行了有限元分析。

在查阅了相关资料之后，可将分析的轴承座示意如下图。

在实际当中，考虑到工艺的要求，图中相应的边缘处须设置有圆角、倒边等等。

但在有限元模型中忽略了这些要素。

二、 力学模型的分析与建立如下图所示在查阅了相关资料后可将上面描述的问题简化成上述模型，其中的载荷参考了网上的相关资料，在沉孔面上垂直于沉孔面上作用有3000psi.的推力载荷，在轴承孔的下半部分施加15000psi.的径向压力载荷，这个载荷是由于受重载的轴承受到支撑作用而产生的。

由于轴承座一般固定于机身上，所以可以在其底部施加法向位移约束，并且四个安装孔要受到螺栓的约束，所以可以在四个螺栓孔中施加径向对称约束（在ansys中体现为Symmetry B.C.）三、力学模型的有限元分析1.建立模型1）创建基座模型生成长方体Main Menu：Preprocessor->Modeling->Create->Volumes->Block->By Dimensions输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3平移并旋转工作平面Utility Menu>WorkPlane->Offset WP by IncrementsX,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击ApplyXY，YZ，ZX Angles输入0，－90点击OK。

创建圆柱体Main Menu：Preprocessor->Modeling->Create->Volumes->Cylinder> Solid CylinderRadius输入0.75/2, Depth输入－1.5,点击OK。

ansys在轴承设计中的应用ANSYS是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，它具有强大的计算能力和丰富的工具库，被广泛应用于轴承设计中。

轴承是一种常见的机械元件，用于支撑和定位旋转机械的轴。

在轴承设计中，需要考虑多个因素，如载荷、速度、温度、摩擦等。

通过使用ANSYS软件，可以对轴承进行全面的仿真和分析，以提高轴承的性能和寿命。

ANSYS可以帮助工程师模拟轴承的受力情况。

通过输入轴承的载荷、速度和几何参数，ANSYS可以计算出轴承内部的应力和变形情况。

这有助于工程师了解轴承在不同工况下的受力情况，从而优化轴承的设计。

ANSYS还可以模拟轴承的摩擦和磨损情况。

轴承在工作过程中会产生摩擦，摩擦会导致轴承磨损和能量损失。

通过使用ANSYS，工程师可以模拟轴承的摩擦行为，评估轴承的摩擦损失，并优化轴承的设计，减少能量损失和磨损。

ANSYS还可以模拟轴承的温度分布。

在高速和高负荷工况下，轴承会产生摩擦热，导致温度升高。

过高的温度会降低轴承的寿命和性能。

通过使用ANSYS，工程师可以模拟轴承的温度分布，评估轴承的热稳定性，并优化轴承的设计，提高轴承的散热性能。

ANSYS还可以模拟轴承的动态响应。

在高速旋转和不平衡载荷的情况下，轴承会产生振动和噪声。

通过使用ANSYS，工程师可以模拟轴承的动态响应，评估轴承的振动和噪声水平，并优化轴承的设计，减少振动和噪声。

ANSYS在轴承设计中的应用非常广泛。

通过使用ANSYS，工程师可以对轴承进行全面的仿真和分析，以提高轴承的性能和寿命。

在未来，随着ANSYS软件功能的不断更新和完善，轴承设计也将进一步发展和创新。

轴承座的有限元分析摘要：在ANSYS环境下对轴承座进行建模，划分网格，生成有限元模型，并对其进行约束，加载,从而得到轴承座在工作载荷条件下的变形,应力，并对结果进行分析。

关键词：轴承座ANSYS 建模有限元0 引言轴承座在机械生产中很常见，在各类机器、机构中都有它存在的身影，由于轴承座本身结构并不是太复杂,所以本文并没有借助其他类型的三维软件建模,而是在ANSYS环境下建立的模型。

轴承座的受力主要是分布在轴承孔圆周上，还有轴承孔的下半部分的径向压力载荷。

本文将分析在这些载荷的作用下,轴承孔的变形，应力等,并显示强大的ANSYS的求解结果。

一、轴承座有限元模型的建立1.1、轴承座三维模型的创建由于轴承座为整体对称的结构，所以建模的总体思路为先建立模型的一半，然后在用ANSYS中的镜像命令创建另一半。

首先建立基座模型，输入基座长方体的两个对角顶点（0,1,0）和（3，1，3），建立一个长方体，然后平移工作平面,在基座上创建两个半径为0.325的圆柱,从长方体上减去两个圆柱便形成了两个圆柱孔，这样基座便建立好了。

然后再建立支撑部分，支撑分三部分建立,先建立一个长1。

5，宽0.75，高1。

75的长方体的块，在建立一个半径为1。

5的四分之一圆柱，最后建立轴承孔，值得注意的是建立轴承孔时需要建立两个半径分别为1和0。

85的圆柱为生成孔做准备，然后再依次剪掉两个圆柱，形成孔。

接着创建肋板不分,先通过三个点创建一个三角形的面,然后将该三角形拉成一个三棱柱，便建好了肋板。

然后将模型沿坐标平面镜像生成对称部分，最后粘贴所有体1。

2 、划分网格生成有限元模型首先定义材料属性，设置弹性模量EX为30e6，泊松比为0。

3。

然后用划分网格工具Mesh Tool将几何模型划分单元。

由于结构较复杂且为三维模型，故选择智能划分网格，即Smart Sizing，结果如图.二、施加边界与载荷先约束四个安装孔,依次选择四个安装孔的八个（每个圆柱面包括两个面）柱面，使其自由度为0，再在整个底座施加竖直方向上的位移约束，选择基座底面的所有外边界线，选择Uy作为约束自由度。

!产品设计与应用#ANSY S在求解轴承接触问题中的应用王大力,孙立明,单服兵,徐　浩(洛阳轴承研究所,河南　洛阳　471039)摘要:以点接触为例,对ANSY S有限元分析计算结果与赫兹解进行比较,指出在利用ANSY S求解接触问题时,接触体的接触区及附近区域的单元网格边长应不大于接触椭圆的半轴长度,且小于接触椭圆短半轴长度的50%时为佳,以满足有限元分析结果精度的需要。

关键词:ANSY S;有限元分析;赫兹接触;网格;单元;计算中图分类号:TH123.4 文献标识码:A 文章编号:1000-3762(2002)09-0001-04Application of ANSYS Softw arein Solution of Contact Problem of BearingW ANG Da-li,S UN Li-ming,SH AN Fu-bing,X U Hao(Luoyang Bearing Research Institute,Luoyang471039,China)Abstract:F or the example of point contact,the comparing analysis on ANSY S finite element analysis result and Hertz′s s olu2 tion has been made,when used ANSY S s oftware to s olve contact problem,element gridding edge length at the contact area and its adjacent area of contact bodies should be less than length of short half axis of the contact ellipse,as it less than50% length of short half axis,s o ANSY S s oftware analysis result is accurate.K ey w ord:ANSY S;finite element analysis;Hertz′s contact;gridding;element;calculate 在国外,有限元分析及仿真(C AE)作为分析工程问题的一种工具,使用已很普遍,在轴承领域中的应用也有一些报道。

Ansys-结构有限元案例分析专业：工程热物理姓名：韩兴超学号：201X3011XXXX时间：2016-11-01目录一、选取模型 (3)二、设置案例： (3)三、软件前期设置 (3)四、建立模型 (4)五、划分网格 (6)（一）定义单元类型； (6)（二）定义材料属性； (7)（三）设置单元尺寸； (7)六、加载求解 (9)（一）加载 (9)（二）求解 (10)七、查看结果 (11)1、打开单元形状显示开关 (11)2、云图查看：plot result，比较直观； (11)3、数据查看：list result，数据非常详细； (11)4、输出动画效果； (12)八、个人总结 (12)建模之前，先找到了一个模型，尺寸按照比例自己设定，最后尺寸如图所示，总高度350mm，包括底板、后支撑板、前支撑板、轴承架、油孔五部分。

二、设置案例案例：轴承支座的静力学分析一轴承支座如右图所示，底部靠两个螺栓孔完全固定，在轴承孔处受到轴向载荷为1.379x105kpa、径向力6.895x105kpa的作用，支座尺寸如图，对其进行静力学分析;支座材料属性：弹性模量E=1.48x1011pa，泊松比μ=0.31。

三、软件前期设置建模操作主要在Preprocessor-modeling模块中，主要用到create、operate、move/modify、和copy等操作，一般基本模型用到creat，复杂或者对称模型用到operate或者copy命令。

具体操作步骤见下图。

另外，建模过程中因为模型的复杂，要根据需要更改坐标系，此命令在Workplane-Offset-WP by Increments中，可以对坐标进行平移或者旋转。

最终模型如上图所示，然后开始进行网格划分。

五、划分网格划分网格步骤要先定义单元类型，然后定义材料属性和单元尺寸，然后用计算机自动划分。

（1）定义单元类型；此处选择的solid Brick 8 node 185；（2）定义材料属性；由于轴承座需要耐磨，故选择灰铁200，即HT200（GB），弹性模量E=1.48x1011pa，泊松比μ=0.31。