ansys轴承分析经典实例
基于ANSYS的深沟球轴承模态分析
图1轴承三维图零件固有频率理论计算2.1轴承内圈故障频率2.2轴承外圈故障频率2.3轴承滚珠故障频率（2.4零件故障频率表轴承工作时的转速为1750转/分，轴承的滚球个数，滚珠直径d=7.94mm ，轴承的节径为D=39.04mm 由公式计算得到各部件理论故障频率如表名称故障频率内圈外圈滚珠992.39656.95431.90表2零件故障频率表ANSYS 模态分析材料设置，弹性模量为1E+11pa ，泊松比率，约束如图3。
图3轴承约束添加3.4模态分析结果在Solution 中选择Total Deformation ，求解得到轴承前六阶固有频率，如图4、图5所示。
图4轴承固有频率图谱同时得到前六阶固有频率下的轴承变形量，在此列出第二阶固有频率下的轴承变形图，最大变形量为0.20269mm ，如图6所示。
4轴承谐响应分析4.1约束添加对上述的的深沟球轴承的内圈切一个小槽，形成有缺陷的轴承，对轴承进行谐响应分析与无缺陷轴承模态分析的材料设置、网格划分、模态约束相同，再添加谐响应约束，轴承工作时内圈受转矩为100N ·mm ，如图7所示。
4.2谐响应分析结果在Analysis Setting 中设置频率边界为0-1000Hz ，响中添加Total Deformation 和得到幅频特性曲线如图8。
·mm 工况下变形如图9。
根据谐响应分析结果，可知轴承在正常工况下，在轴承固有频率范围之内，随着加载频率增大，变形幅度增大，在频率为632Hz 附近时幅值增到最大，与计算出的内圈故障频率656.95Hz 相接近，故判定为内圈故障。
5结论①用ANSYS 有限元分析软件对深沟球轴承进行模态分析，得到前六阶固有频率下的轴承变形云图，在第二阶固有频率647Hz 频率下的轴承达到最大变形，变形量为0.20269mm 。
②给轴承内圈切一个小槽，对其进行谐响应分析。
谐响应分析结果显示，轴承在正常工况下，且小于轴承固有频率时，随着加载频率增大，变形幅度增大；在频率为632Hz 附近时幅值增到最大，与计算出的内圈故障频率656.95Hz 相接近，故判定为内圈故障。
轴承支架的ANSYS分析
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的轴承座结构分析
ANSYS 及其应用考核大作业-------轴承座结构分析姓名：夏洪峰 学号： 20090381按图1尺寸建立轴承座的实体模型（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，轴承座在下半孔面上作用正弦径向压力载荷P 1，θsin P P 01=，式中rbF P rπ20=（r F 为径向合力，r 为轴承孔半径，b 为轴承孔厚度），轴向均布压力载荷P 2，200.2P P =。
径向合力r F 取值：（10+学号最后一位数字）×1000N 。
要求按小论文格式写： （1） 建模过程。
简单叙述；（2） 网格划分。
简单叙述，列出分割后的实体图和网格图，并说明单元和节点数； （3） 加载过程。
详细叙述加载部位和加载过程（附图）；（4） 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； （5） 学习体会；第15周周一统一上交报告。
（孔到两边线距离均为15mm ）P 1P 2一、有限元单元法与ANSYS简介有限元法是将连续体或结构先人为地分割成许多单元，并认为单元与单元之间只通过节点联结，力也只通过节点作用。
在此基础上，根据分片近似的思想，假定单元位移函数，利用力学原理推导建立每个单元的平衡方程组，再将所有单元的方程组，组织集成表示整个结构力学特性的代数方程组，并引入边界条件求解。
应用有限元法求解弹塑性问题的分析过程包括结构离散化、单元分析、整体分析和弓}入边界条件、求解方程四个步骤：ANSYS软件是由美国的John Swanson博士和Swanson分析系统公司(SASI)开发出的，一个功能强大灵活的、集设计分析及优化功能于一体的大型通用有限元软件包，它将有限元分析．计算机图学、可靠性技术和优化技术相结合，是融结构、热、流体、电磁、声学于一体，可广泛用于机械制造、航空航天、铁道、轻工，生物医学等的科学研究的大型通用商业软件。
ANSYS软件具有很强的硬件平台适应性，可以在PC机到巨型机的所有硬件平台上运行。
轴承座ANSYS分析
机设定单09－1、2、3有限元法大作业
轴承座实体建模及静力学分析
图1为某轴承座的实体结构，图中尺寸单位为m，轴承座的受力及约束情况如图2所示，要求用ANSYS软件完成该轴承座的实体建模及静力学仿真分析，并撰写分析报告。
已知材料属性为弹性模量为3⨯107Pa，泊松比为0.3。
具体要求：1. 报告由实体建模、单元类型选择、网络划分、加载及约束及后处理等几部分组成，关键操作步骤及主要参数的确定在报告中需作明确说明，后处理需给出应力云图与应变云图，并对计算结果进行分析。
2. 图2中镗孔上的推力P a和座孔向下的作用力P s为分别式(1)和式(2)计算。
+
=
P(1)
本人学号后
(位
2
1000
)Pa
a
+
=
)Pa
本人学号后
(位
3
5000
P(2)
s
3. 分析报告用A4纸打印，注明班级、学号及姓名，于课程结束后2周内统一上交。
图1 轴承座实体结构
图2 轴承座受载及约束情况。
滚动轴承ANSYS分析陈强
接触力学实训基于ANSYS深沟球轴承有限元分析设计深沟球轴承实物图如图所示，以6300为例进行分析：材料选择GCr15制造，该型号的几何参数为：外径D 为?60,内径d为?10，宽度B为11，钢球直径Dw为?6.4，接触角a为零，钢球的数量z 为7个，材料参数弹性模量E=30700MPa,泊松比u=0.3。
接触面的应力为3472N.观察深沟球轴承接触面的应力。
1.建立模型（1）定义文件名：utility Menu==File==zhoucheng,弹出如图1-3所示的choucheng 对话框，在Enter new jobname 文本框中输入Bearing ，并将New log and error files 复选框选为yes ，点击OK按键。
图1-1 ANSYS开始界面图1-2 命名命令图1-3 命名对话框（2）：定义单元类型：Main Menu==Preprocessor==Element Type==Add/Edit/Delete,弹出Element Types 对话框，如图1-4展现的，点击Add 按钮，出现1-5所示的Library of Element Types 对话框，点击选择Structural Solid 和Brick 8node 185 ,点击OK按键，然后点击Element Types 对话框出现的close按键，退出。
图1-4 Element Types 对话框图1-5 Library of Element Types 对话框（3）：定义材料性质：Main Menu==Preprocessoe==Material Props==Material Models,出现如图1-7所示的Define Material Model Behavior 对话框，在Material Models Available 出现的选项中依次点击Structural==Linear==Elastic==Isotropic ,出现如图1-8所示Linear Isotropic Propertities for Material 对话框，在EX 框中输入3E006，在PRXY框中输入0.3，点击OK 按键。
ANSYS轴承座的有限元建模与分析经典实例
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 。
ANSYS轴承分析
轴承座实体建模及静力学分析姓名：张健，学号：200901042033，班级：机设09-3班一：主要参数：图2中镗孔上的推力Pa和座孔向下的作用力Ps为Pa=1000+33=1033pa，Ps=5000+033=5033pa图1 轴承座实体结构图2 轴承座受载及约束情况二：关键操作步骤：1.实体建模：(1)建立长方体Main Menu>Preprocessor>Create>Block>By Dimensions输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3(2)平移旋转工作平面Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by IncrementsX,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 >ApplyXY，YZ，ZX Angles输入0，－90 >OK。
(3)创建圆柱体Main Menu>Preprocessor>Create>Cylinder> Solid Cylinder在Radius里输入0.375, Depth输入－1.5>OK。
然后生成另一个圆柱体Main Menu>Preprocessor>Copy>Volume拾取圆柱体>Apply, DZ输入1.5>OK (4)从长方体减去这两个圆柱体Main Menu >Preprocessor>Operate>Subtract Volumes先拾取被减的长方体，单击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体>OK，再将工作平面与笛卡尔坐标系保持一致,Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian(5)创建支撑部分Main Menu>Preprocessor >Modeling>Create>Volumes-Block> By 2 corners & Z>输入数值:WP X = 0,WP Y = 1,Width = 1.5,Height = 1.75,Depth = 0.75>OK (6)再偏移工作平面Utility Menu> WorkPlane > Offset WP to > Keypoints + >拾取实体块的左上角作为关键点>OK(7)创建支架的上部Main Menu> Preprocessor > Modeling-Create > Volumes>Cylinder > Partial Cylinder+>输入参数:WP X = 0,WP Y = 0,Rad-1 = 0,Theta-1 = 0,Rad-2 = 1.5,Theta-2 = 90,Depth = -0.75>OK(8)在轴口位置建立圆柱体Main Menu:Preprocessor >Modeling>Create>Volume>Cylinder>Solid Cylinder +>输入参数:WP X = 0,WP Y = 0,Radius = 1,Depth = -0.1875>Apply再输入参数:WP X = 0,WP Y = 0,Radius = 0.85,Depth = -2>OK(9)去掉圆柱体形成轴孔.Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Operate ->Subtract -> Volumes +>拾取构成支架的两个体>Apply>拾取大圆柱>Apply>拾取(8)中的两个体>Apply>拾取小圆柱体>OK>合并重合的关键点>Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items >将Label 设置为Keypoints>OK(10)在底座的上部边缘线的中点建立关键点:Main Menu>Preprocessor > Modeling>Create > Keypoints > KP between KPs +>拾取两个关键点>OK>RATI = 0.5>OKMain Menu > Preprocessor > Modeling>Create >Areas>Arbitrary>Through KPs +>拾取孔座和基座的交点，拾取轴承孔上下两个体的交点，拾取基座中间的关键点>OK完成了三角形侧面,沿面的法向拖拉三角面形成一个三棱柱。
基于ANSYS的轴承座分析详解
32
二、施加载荷并求解 1.定义单元类型
定义单元类型1为10-节点四面体实体结构单元 (SOLID92) Main Menu: Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete ... (1)Add (2)选择 Structural-Solid, 并下拉菜单选择 “Tet 10Node 92”单击OK (3)Close
3
2 4
2
1
1
24
继续 Main Menu： Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtr act >Volumes首先拾取1和2，点击Apply,然后拾取4 ，点击Apply。
25
(10)合并重合的关键点 Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls>Merge Items 将Label 项 设置为 “Keypoints”, 单击 [OK]
39
7. 在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷，这 个载荷是由于受重载的轴承受到支撑作用而产生 的。
Main Menu: Solution > Define Loads>Apply > Structural>Pressure >On Areas (1)拾取宽度为.1875” 的下面两个圆柱面 (2)OK (3)输入压力60e6 (4)OK Toolbar: SAVE_DB
1
ANSYS基础
——轴承座静力分析
轴承座
轴瓦
轴
1
静力分析 —主要用来分析由于稳态外载荷所 引起的系统或零部件的位移、应力、应变和 作用力。
Ansys 结构 元案例分析 轴承支座
4、加载求解
7、开始求解：
4、加载求解
1、打开单元形状显示开关：
5、查看结果
1、打开单元形状显示开关：
5、查看结果
2、查看变形：
5、查看结果
5、查看结果
5、查看结果
查看应力
节点应力云图
Plot Result X方向节点应力云图
Y方向节点应力云图
Z方向节点应力云图
5、查看结果
查看位移
节点位移云图
的越多，实际运用Ansys的能力才会提高。
谢 谢 大家！
2、支座建模
体相加：Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Add-Volumes-Pick All
2、支座建模
建模：Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Cylinder-By Dimension
2、支座建模
体搭接：Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Overlap-Volumes-Pick All
2、支座建模
体搭接：Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Overlap-Volumes-Pick All 通过关键点建面：Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Arbitrary-Through KPs
2、支座建模
体分离：Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Divide-Volumes by Areas
2、支座建模
体删除：Preprocessor-Modeling-Delete-Volumes and Below
ANSYS大作业_轴承座有限元分析
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。
ansysworkbench11.0轴承座建模实例
AnsysWorkBench11.0轴承座建模实例最小网站长：kingstudio最小网Ansys教程频道为您打造最IN的教程/本教程的内容为创建下图的轴承座3D实体模型。
首先考虑到模型是对称的结构，我们可以先建立1/2的轴承座模型，再通过镜像命令生成整个模型。
具体步聚跟我来操作吧！1、启动ANSYSWORKBENCH11.0软件开始一个新的几何体建模，设定单位为（mm）毫米。
如下图所示：2、生成底座的草图-［modeling］>XYPlane（选中XYPlane,下步新建的草图就是在XY平面上建立的）①工具栏：New Sketch(新建草图)②Sketch1就建立在XYPlane上③转到XYPlane的正视面。
工具栏上的“Look At”或是右键“XYPlane”出现的“Look At”④[Sketching]>Draw>Rectangle（绘制矩形）移动光标移动到草图的坐标原点，然后出现了“P”（自动约束，请注意不是“C”），单击鼠标左键，拖拉到右上角的任一点，单击鼠标左键。
⑤[Sketching]>Draw>Circle（绘制圆）在矩形范围内，绘制一圆。
⑥[Sketching]>Dimensions>General（确定约束及尺寸）单击直线和圆，然后单击屏幕上，以确定尺寸放置的位置。
在Detail View(如上图)中，依次定交尺寸。
D1=10mm，H4=30mm，L5=7.5mm，L6=22.5mm，V3=15mm。
⑦[Sketching]>Modify>Trim(修剪)单击直线1，按ESC键，恢复至选择状态。
⑧[Sketching]>Modify>Copy(复制)选择剩下的所有线，黄色表示已选中。
⑨[Sketching]>Modify>Paste(粘贴)单击鼠标右键，选择Flip Vertical(垂直翻转)，单击鼠标右键，选择“Change Paste Handle”，然后单击下图的点1拖至点2处，生成如图的轴承底座草图。
ansys轴承接触问题分析-kzw
案例一轴承接触问题分析在此实例中，将对一个盘轴紧配合结构进行接触分析。
第一个载荷步分析轴和盘在过盈配合时的应力，第二个载荷步分析将该轴从盘心拔出时轴和盘的接触应力情况。
在旋转机械中通常会遇到轴与轴承、轴与齿轮、轴与盘连接的问题，根据各自的不同情况可能有不同的连接形式。
但大多数连接形式中存在过盈配合，也就是涉及到接触问题的分析。
这里我们以某转子中轴和盘的连接为例，分析轴和盘的配合应力以及将轴从盘中拔处时盘轴连接处的应力情况。
本实例的轴为一等直径空心轴，盘为等厚度圆盘，其结构及尺寸如图1所示。
由于模型和载荷都是轴对称的，可以用轴对称方法进行分析。
这里为了后处理时观察结果更直观，我们采用整个模型的四分之一进行建模分析，最后将其进行扩展，来观察整个结构的变形及应力分布、变化情况。
盘和轴用同一种材料，其性质如下：弹性模量：EX=2.1E5 泊松比：NUXY=0.3 接触摩擦系数：MU=0.2FINI/FILNAME,BEAR,1/PREP7ET,1,SOLID185!*ET,2,170 !*****目标单元ET,3,174 !*****接触单元!*KEYOPT,3,4,0KEYOPT,3,5,0KEYOPT,3,7,0KEYOPT,3,8,0KEYOPT,3,9,0 !***包含初始渗透KEYOPT,3,10,2KEYOPT,3,11,0KEYOPT,3,12,0KEYOPT,3,2,0KEYOPT,2,5,0!*NROPT,UNSYM!*!****定义实常数R,3,,,0.1,0.1,0,RMORE,,,1.0E20,0.0,1.0,RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0.5RMORE,0,1.0,1.0,0.0,,1.0!*MP,EX,1,2.1E11MP,PRXY,1,0.3Mp,mu,2,0.1 !****摩擦系数!*CSYS,4CYL4,,,0.034,0,0.1,90,0.025 WPOFFS,0,0,-0.01CYL4,0,0,0.025,0,0.035,90,0.15!*/pnum,line,1/rep!*!*内柱Lsel,s,,,14,16,2Lsel,a,,,17,19,2Lesize,all,,,15!*Lsel,s,,,13,15,2Lsel,a,,,18,20,2Lesize,all,,,2!*Lsel,s,,,21,24Lesize,all,,,20!*!***外柱Lsel,s,,,9,12,1Lesize,all,,,3Lsel,s,,,2,4,2Lsel,a,,,5,7,2Lesize,all,,,10Lsel,s,,,1,3,2Lsel,a,,,6,8,2Lesize,all,,,8!*AllsVmesh,all!*!********网格控制********* !Esize,0.005!Mshape,0,3d!Mshkey,1!Vmesh,all!********************!*定义接触!*目标面Asel,s,,,4Nsla,s,1Type,2Mat,2Real,3Esurf,allAlls!*!*接触面Asel,s,,,9Nsla,s,1Type,3Mat,2Real,3Esurf,all!*Fini/solu!****定义约束**** allsCsys,1Asel,s,loc,y,0 Asel,a,loc,y,90 Da,all,symm!*Asel,s,loc,x,0.1 Da,all,all,0!*******!*Antype,0,new!*Time,100 Autots,0 Nlgeom,1 Outres,erase Outres,all,allallsSolve!**Time,250 Autots,1 Nsubst,150,10000,10 Nsel,s,loc,z,0.14 D,all,uz,0.04solvefiniftc高校技术联盟kzw。
滚动轴承ANSYS分析陈强
接触力学实训基于ANSYS深沟球轴承有限元分析设计深沟球轴承实物图如图所示，以6300为例进行分析：材料选择GCr15制造，该型号的几何参数为：外径D 为ø60,内径d为ø10，宽度B为11，钢球直径Dw为ø6.4，接触角a为零，钢球的数量z 为7个，材料参数弹性模量E=30700MPa,泊松比u=0.3。
接触面的应力为3472N.观察深沟球轴承接触面的应力。
1.建立模型（1）定义文件名：utility Menu==File==zhoucheng,弹出如图1-3所示的choucheng 对话框，在Enter new jobname 文本框中输入Bearing ，并将New log and error files 复选框选为yes ，点击OK按键。
图1-1 ANSYS开始界面图1-2 命名命令图1-3 命名对话框（2）：定义单元类型：Main Menu==Preprocessor==Element Type==Add/Edit/Delete,弹出Element Types 对话框，如图1-4展现的，点击Add 按钮，出现1-5所示的Library of Element Types 对话框，点击选择Structural Solid 和Brick 8node 185 ,点击OK按键，然后点击Element Types 对话框出现的close按键，退出。
图1-4 Element Types 对话框图1-5 Library of Element Types 对话框（3）：定义材料性质：Main Menu==Preprocessoe==Material Props==Material Models,出现如图1-7所示的 Define Material Model Behavior 对话框，在 Material Models Available 出现的选项中依次点击Structural==Linear==Elastic==Isotropic ,出现如图1-8所示 Linear Isotropic Propertities for Material 对话框，在EX 框中输入3E006，在PRXY 框中输入0.3，点击OK 按键。
基于ANSYS的轴承座的模态分析
图 １ Ｓ ｌ ｄ ２单元 外 形 图 ｏ ｉ９
收 稿 日期 ： ２ １－ ６ ０１ ０００－
作 者 简介 ：杨 军 （ ９ ７ ） 男 ， １ ８一， 山西 临 汾人 ， 在读 硕 士 研 究 生 ， 主要 从 事 车辆 结 构 优 化 与 可靠 性 方 面 的 研 究 。
阶和 二 阶 导数 ；Ｆｔ （ 为外 界 载 荷矢 量 。文 中 的轴 承 ）
［ ｛ ＋ ｛ｌｆ｝ ……… …… ……… ……… （） 明 ｌ［ Ｍ＝０。 ２
座可假 定 为 自由振动 并忽 略阻尼 ，则方程变 为 ： 模态 分析假 定结 构是 线性 的 （ 如 和 ［Ｉ Ｋ 保持 为常
计算和结构优化设计提供理论依据。 （） 利用 先进 的有 限元技术 来研 究轴 承座 的固有 ５
频率 和振型 ，可缩 短研发 周期 ，提高设 计质量 。
从理论 上来说 ，任 何结 构 的固有频 率都 有无 限多 个 ，按 频率 大小排 列 ，数值 最小 的为 １ 阶频 率 。但 在
用有 限元 进 行计 算 时只 能求 出有 限 多个 固有 频 率 （ 与 无约 束 的 自由度个 数相 同） ，且阶 数越 高 ，误差越 大 。
参考文献 ：
由式 （） 算 得 电容 Ｃ、 ｃ、Ｃ。 Ｃ。 １计 。 ８ 的值 均 为 、
０８ Ｆ ．４ ，故均选取 ｌ ｕＦ的钽 电容 。 ４ Ｍｕｔ ｉ 及 仿真波形 ｌｓ ｉｍ
２１ 年第 ４ ０１ 期
杨 军 ，等 ：基 于 Ａ Ｓ Ｓ的 轴 承 座 的模 态分 析 ＮＹ
・５ ・ ７
础 的 内容 。模 态 分析可 以使结构 设 计避 免共 振或 以特
实例基于ANSYSWorkbench的轴承内外套的接触分析
实例基于ANSYSWorkbench的轴承内外套的接触分析问题描述轴承外套外半径为30mm,内半径为15mm,另外一端为20mm；轴承内套外半径为17mm，另外一端为12mm，而内径为8mm,内外套高度均为60mm。
当用10N的外力压入内轴承套后，试模拟轴承内外套的受力情况。
（接触摩擦系数为0.2）,内外套材料均取默认的钢材。
问题分析1. 要仿真压入内套时接触面的摩擦应力和正压力，这是一个静力学问题。
因此需要使用静力学分析系统。
2.该问题属于接触非线性，而材料仍旧是线弹性的，但是同时要打开大变形开关进行几何非线性分析。
3.在DM中建模，使用旋转的方式直接创建四分之一模型就可以。
在DM中做好装配关系。
4.设置接触关系，是带摩擦的接触非线性，是外套的内锥面与内套的外锥面发生了接触。
5.使用扫掠方式划分网格。
6.在后处理中使用接触工具查看接触面的摩擦应力和压应力。
求解步骤1.打开ANSYS Workbench2.创建静力学分析系统。
3.创建装配模型。
双击geometry,进入到DM中，设置单位是毫米。
（1）创建轴承外套。
在XOY面内创建截面模型如下图。
围绕Y轴旋转90度，创建四分之一实体模型。
则外套创建完毕。
（2）创建轴承内套。
在XOY面内创建截面模型如下图。
围绕Y轴旋转90度，创建四分之一实体模型。
则生成了两个四分之一体。
退出DM.4.设置接触。
双击MODEL,进入到mechanical中。
选择外套的内面，内套的外面，其接触类型为有摩擦的接触，摩擦系数为0.2.5.划分网格。
对内外套均设置扫掠网格划分，并指定单元尺寸是2mm.网格划分结果如下。
可见，有2万多个节点，从而有6万多个自由度，静力学方程有6万多个。
6.进行分析设置。
打开大变形开关。
7.设置边界条件。
设置对称面约束。
四分之一界面上均为无摩擦支撑。
固定外套的顶面。
给内套顶面施加10N的力。
8.求解。
9.后处理。
查看接触状态。
可见，内套的上半部分在发生接触，而下半部分则没有接触。
ansys轴承分析经典实例
Example0303
13
Example – Extrude – About Axis
Select All Areas Select KP1 and KP10
Press OK
Note: Bottom left corner of ANSYS GUI ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 14
Note: If the model is remeshed all loads will be deleted with the element nodes
Select indicated element node
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Read Maximum displacement: DMX
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 35
Select Pick All
Example0303 28
Example – Select entities
Select Pick All
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 29
Example – Define Loads
Example0303
33
Example - PostProcessing
Select “Def+undeformed” and Press OK
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
本文介绍了ANSYS APDL命令和轴承接触分析相关实例
本文介绍了ANSYS APDL命令和轴承接触分析相关实例。
finish/clear/filename,ex5-3 !设定工作名/title,the contact analysis of Bearing !设定工作标题!************************************!进入前处理模块!************************************/prep7*set,roll_r,5.7 !定义变量参数*set,inside_r1,15*set,inside_r2,18.5*set,outside_r1,29.8*set,outside_r2,33.3*set,deep,8*set,axes_r3,15.5*set,fillet_r4,1*set,axes_deep,20*set,fillet_r5,1!定义单元类型和属性et,1,solid45 !定义单元类型solid45MP,EX,1,2.06e5 !定义弹性模量MP,PRXY,1,0.3 !定义泊松比MP,MU,1,0.3 !定义摩擦系数!建立模型sph4,,-inside_r2-roll_r,roll_r+0.9 !生成轴承滚珠cyl4,,,inside_r1,-120,inside_r2,-60,deep !生成+z向的轴承内圈cyl4,,,outside_r1,-120,outside_r2,-60,deep !生成+z向的轴承外圈cyl4,,,inside_r1,-120,inside_r2,-60,-deep !生成-z向的轴承内圈cyl4,,,outside_r1,-120,outside_r2,-60,-deep !生成-z向的轴承外圈wpoff,0,0,-deep !偏移工作平面cyl4,,,0,-120,axes_r3,-60,-axes_deep !生成装配轴lfillt,57,59,fillet_r4,, !生成倒角线al,57,62,59,54,61 !由线生成面vrotat,32,,,,,,42,37,60,1, !旋转面生成体vdele,6,,,1 !删除编号为6的体!lfillt,31,39,fillet_r5,, !生成倒角线al,34,39,53,31,37 !由线生成面vdrag,27,,,,,,35 !拖拉面生成体vdele,4,,,1 !删除编号为4的体!vgen,,7,,,,,0.27,,,1 !平移编号为7的体!wpoff,0,0,deep !偏移工作平面csys,1 !激活柱坐标系asel,s,loc,x,inside_r2 !选择x=inside_r2的面asel,a,loc,x,outside_r1 !选择x=ouside_r1的面vsba,1,all !体被面分割vdele,4,,,1 !删除编号为4的体vdele,8,,,1 !删除编号为8的体allsel,all !选择全部图元vsel,u,volu,,7 !不选编号为7的体vglue,all !粘接全部的体!以下通过一些布尔操作以方便网格划分wpoff,0,-inside_r2-roll_r,0 !偏移工作平面vsbw,1 !用工作平面分割体1wpro,,-90, !旋转工作平面vsbw,2 !用工作平面分割体2vsbw,3 !用工作平面分割体3wpro,,,-90 !旋转工作平面vsbw,1 !用工作平面分割体1vsbw,2 !用工作平面分割体2vsbw,5 !用工作平面分割体5vsbw,6 !用工作平面分割体6!voffst,2,-4 !沿面的法向平移面2生成体voffst,9,-4 !沿面的法向平移面9生成体voffst,23,-4 !沿面的法向平移面23生成体voffst,53,-4 !沿面的法向平移面53生成体!voffst,3,4 !沿面的法向平移面3生成体voffst,25,4 !沿面的法向平移面25生成体voffst,38,4 !沿面的法向平移面38生成体voffst,58,4 !沿面的法向平移面58生成体!vovlap,all !对体进行搭接操作vdele,25,,,1 !删除编号为25的体及其所属的低阶图元vdele,32,,,1 !删除编号为32的体及其所属的低阶图元vdele,33,,,1 !删除编号为33的体及其所属的低阶图元vdele,34,,,1 !删除编号为34的体及其所属的低阶图元!vdele,31,,,1 !删除编号为31的体及其所属的低阶图元vdele,35,,,1 !删除编号为35的体及其所属的低阶图元vdele,36,,,1 !删除编号为36的体及其所属的低阶图元vdele,37,,,1 !删除编号为37的体及其所属的低阶图元vglue,all !对体进行粘接操作!划分网格esize,2 !设定网格单元尺寸mshape,0,3d !设定网格形状为六面体单元mshkey,1 !设定为映射网格划分方式vsel,s,volu,,1,3,2 !选择编号为1、3 的体vsel,a,volu,,4,5 !同时选择编号为4,5的体vsel,a,volu,,9 !同时选择编号为9的体vsel,a,volu,,12,14 !同时选择编号为12、13、14的体cm,sphere,volu !生成体的组件spherevmesh,all !对体进行网格划分!esize,1 !设定网格单元尺寸!vsel,inve,volu !对当前体选择集进行反选vsel,s,volu,,6vsel,a,volu,,22,23vsel,a,volu,,26,30vsel,a,volu,,38,40vsweep,all !对体sweep网格划分esize,1.5 !设定网格单元尺寸allsel,allvsweep,8,50,49 !设定源面和目标面并进行sweep网格划分vsweep,7,32,37 !设定源面和目标面并进行sweep网格划分!!生成耦合设置cmsel,s,sphere,volu !选择名称为sphere的组件vgen,2,all,,,,,,,0 !复制该组件cmsel,s,sphere,volu !选择名称为sphere的组件vclear,all !清除该组件包含图元的网格vdele,all,,,1 !删除该组件包含的图元!csys,1 !激活柱坐标系asel,s,loc,x,inside_r2 !选择x=inside_r2的面asel,a,loc,x,outside_r1 !同时选中x=outside_r1的面asel,u,loc,y,-90 !从当前选择集中不选y=-90的面nsla,s,1 !选择面所属的节点nrotat,all !旋转节点坐标系与当前激活坐标系平齐cpintf,ux !在重合节点生成自由度ux的耦合设置cpintf,uy !在重合节点生成自由度uy的耦合设置cpintf,uz !在重合节点生成自由度uz的耦合设置!!设定接触参数/PREP7ALLSEL,ALL !选择全部图元/COM, CONTACT PAIR CREATION - START !接触对设置开始/GSA V,cwz,gsav,,temp !将当前的图形设置保存在cwz.gsav文件中!MP,MU,1,0.3 !定义摩擦系数MAT,1 !激活材料属性1R,3 !定义实常数3REAL,3 !激活实常数3ET,2,170 !定义单元类型2ET,3,174 !定义单元类型3KEYOPT,3,9,0 !设定单元类型3的关键项9KEYOPT,3,10,1 !设定单元类型3的关键向10R,3,,,0.1, !设定法向接触刚度为0.1!生成目标面ASEL,S,,,30 !选择编号为30的面ASEL,A,,,90 !同时选中编号为90的面ASEL,A,,,98 !同时选中编号为98的面ASEL,A,,,104 !同时选中编号为104的面ASEL,A,,,113 !同时选中编号为113的面ASEL,A,,,138 !同时选中编号为138的面ASEL,A,,,143 !同时选中编号为143的面CM,AREA_TARGET,AREA !生成目标面组件target TYPE,2 !激活单元类型2NSLA,S,1 !选择面所属的节点ESLN,S,0 !选择节点依附的单元ESURF !在当前选择的单元上覆盖生成单元ESEL,ALL !选择所有的单元!生成接触面ASEL,S,,,35 !选择编号为35的面ASEL,A,,,36 !同时选中编号为36的面CM,AREA_CONTACT,AREA !生成接触面组件contact TYPE,3 !激活单元类型3NSLA,S,1 !选择面所属的节点ESLN,S,0 !选择节点依附的单元ESURF !在当前选择的单元上覆盖生成单元ALLSEL !选择全部图元ESEL,ALL !选择全部单元ESEL,S,TYPE,,2 !选择单元类型为2的单元ESEL,A,TYPE,,3 !同时选中单元类型为3的单元ESEL,R,REAL,,3 !在当前选择集中选出实常数为3的单元/PSYMB,ESYS,1 !打开单元坐标系显示/PNUM,TYPE,1 !打开单元类型编号/NUM,1 !打开颜色显示EPLOT !图形显示单元ALLSEL,ALL !选择全部图元/GRES,cwz,gsav !从cwz.gsav文件中恢复图形设置/COM, CONTACT PAIR CREATION - END !接触对结束!**********************************!进入求解模块!**********************************/solu !进入求解模块csys,1 !激活柱坐标系nsel,s,loc,x,outside_r2 !选择x=outside_r2的节点d,all,all !在节点上施加全部自由度约束asel,s,loc,y,-60 !选择y=-60的面asel,a,loc,y,-120 !同时选中y=-120的面da,all,symm !施加对称边界条件!施加装配轴的移动位移da,33,uz,2*deep !在编号为33的面上施加位移约束!非线性求解设置lnsrch,on !打开线性搜索pred,on !打开预测矫正autot,on !打开自动时间步nsubst,40,100,10 !设定子步数outres,all,all !输出所有子步上的全部数据allsel,all !选择所有图元solve !开始求解!**********************************!进入后处理模块!**********************************/POST1 !进入通用后处理器PLDISP,2 !图形显示结构变形图/DSCALE,1,1.0 !设定显示比例为1.0/EXPAND,6,POLAR,FULL,0,60,0,, !将结果扩展到360度/REPLOT !重绘当前图形PLNSOL,S,Z !图形显示z方向的应力PLNSOL,S,EQV !图形显示平均等效应力PLNSOL, CONT,PRES, 0,1.0 !接触应力等值线图PLNSOL, CONT,STA T, 0,1.0 !接触状态等值线图PLDI,2,ANMODE,10,0.5, ,0 !变形前后动画效果FINISH !后处理模块结束/EXIT,ALL !退出并保存全部数据。
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Read Maximum displacement: DMX
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 35
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > On Areas Select All DOF to fix/clamp the axle Select Areas as indicated on the next page
Select Pick All
Example0303 28
Example – Select entities
Select Pick All
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 29
Example – Define Loads
Example – Read Input from
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
4
Example – Create Areas by line
Select All lines
Press OK to finish
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
8
Example – Real Constants
No Real Constants are necessary for pure 3D solid models!
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
9
Example - Material Properties
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
18
Example – Analysis Type
File > Write DB log file Enter “example0303.lgw”
Solution > Analysis Type > New Analysis
Press Add
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
7
Example – Element Type
Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
Press Add
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Press OK
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 30
Example – Define Loads
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
31
Example - Solve
Enter -25
26
Example - Save
Display of Analysis model
Save the model
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
27
Example – Select entities
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
E = 210000N/mm2 n = 0.3 T = 1000Nmm
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
2
Example – Read Input from
Browse to find shaft-3d.lgw
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 3
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
19
Example – Select entities
Change to Areas
Select indicated areas (use isometric view)
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 20
Solution > Solve > Current LS
Press OK
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
32
Example - Solve
Press Close Press here to Close
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example – Extrude – About Axis
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
15
Example – Mouse rotate
Rotate by holding the Ctrl key down while using the right hand mouse button
Example0303
5
Example – Create Areas by line
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
6
Example – Element Type
Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete
Example0303
13
Example – Extrude – About Axis
Select All Areas Select KP1 and KP10
Press OK
Note: Bottom left corner of ANSYS GUI ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 14
Example0303
33
Example - PostProcessing
Select “Def+undeformed” and Press OK
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
34
Example - PostProcessing
Example – Select entities
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
21
Example – Select entities
Change to Elements, Attached to, Areas, Sele All Press ANSYS OK Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Select indicated element node
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Press OK
Example0303
23
Example – Define Loads
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Nodes
Press OK
Example0303
25
Example – Define Loads
Solution > Define Loads > Apply > Structural > Force/Moment > On Nodes
Change to FZ
Press OK to finish
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Example0303
Hale Waihona Puke 16Example – Volume Sweep
Select All
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 17
Example – 3D Mesh
Select all areas defined to be meshed
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg Example0303 12
Example - Meshing
ANSYS Computational Mechanics, AAU, Esbjerg
Preprocessor > Material Props > Material Models Enter 210000 Modulus of elasticity Enter 0.3 Poisson’s ratio Click here to Close