研究生ansys大作业

工程图学大作业

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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，径向力P1=100N，轴向均布压力载荷P2=20N。

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

（孔到两边线距离均为15mm）

（一）、建模过程

1、生成轴承座底板

首先按照题目所给的数据操作生成矩形块；

P1 P2

再生成圆柱体，并且沿着X轴方向复制生成另一个对称的圆柱体；

最后，拾取矩形块作为母体，再拾取两个圆柱体，进行体相减操作，从而生成轴承座底板，结果如下图所示：

2、生成支撑部分

把坐标系移到轴承座底板的右顶角处，生成一个长宽高分别为30、15、35的矩形块；再把坐标系移动到刚生成的矩形块右上角，并且沿Y轴按逆时针方向旋转900，生成一个半径为30的1/4圆；再把坐标系移动到最前边的圆心处，再分别生成一个半径为17、高度为22和一个半径为20、高度为3的两个圆，然后进行两次体相减操作，减去辆圆柱体，从而生成支撑部分，结果如下图所示：

：

3、合并重合的关键点

执行Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items命令，弹出Merge Coincident or Equivalently Defined Items对话框，在Label后面的选择框中选择Keypoints，单击OK按钮。

4、生成肋板

先合并重合的关键点，然后打开点编号控制器，通过创建关键点来创建一

个三角形面，再向右拉伸3个单位，最后的生成结果如下图所示：

5、通过镜像操作生成全部轴承座模型，粘接所有体，结果如下图所示：

6、粘接所有体

执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Glue>V olumes 命令，弹出Glue V olumes拾取框，单击Pick All按钮。至此，几何模型创建完毕。

(二)、网格划分

由于该轴承座是对称结构，所以只需要对其中的一半进行划分网格，然后再镜像生成另一半。具体步骤如下：

先删除轴承座的一半，划分轴承座底板：通过三个关键点创建坐标系，然后通过该坐标系把轴承座底板分成左右两个部分；再通过拉伸L174、L170、L161生成两个1/4圆面和一个平面，然后通过刚刚建立的三个面把支撑部分分成六个部分，划分的结果如下图所示：

选择单元类型，执行Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，弹出Element Types对话框，单击Add按钮，弹出Library of Element Types对话框，在左边的选择框中选择Structural>Solid，在右边的选择框中选择Brick 8node 45单元，单击OK。打开网格划分控制器，弹出MeshTool工具栏后，点选Smart Sizes，使下面的数变为4，然后在Size Element edge length后面输入2.5。在MeshTool 对话框下面Shape点选Hex/Wedge和Sweep选项，选用sweep划分网格，弹出V olume Sweeping对话框，单击Pick All，划分结果如下图所示：

通过节点和单元清单可以看出，这一半轴承座划分网格后的节点数为7664，单元数为5946。

(三)、加载过程

首先施加约束条件，对两个圆柱孔的四个柱面施加约束，在分界面处施加对称约束，并在整个底座底部四周施加Y轴方向位移约束，施加约束过后的结果如下图所示：

定义材料属性，泊松比定义为0.3，材料弹性模量定义为1.7×1011Pa。通过已知轴向力为20，径向力为100。

在轴承孔圆周面上施加轴向推力载荷：执行Solution>Define Loads>Apply>Structural>Pressure>On Areas命令，选择两个阶梯面施加力，在VALUE后面的输入框里输入20，轴向加载结束；

然后在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷：执行Select>Entities…命令，弹出Select Entities对话框，选择Areas/By Num/Pick按钮，单击OK,弹出Select Areas对话框，然后选择选择轴承孔下表面（1/4圆环），单击Ok，再打开Select Entities对话框，选择Nodes/Attached To/Areas all,单击OK,这样就选择了要求的所有节点，刚好是1/4圆。然后建立圆柱坐标系，其原点坐标XC,YC,ZC分别为60，45，6。由已知条件可以知道，轴承孔各个位置所受的力是不相等的，最大为100，最小为0，根据所给条件，本论文采用以下命令流加载径向力：

*get,nmax,node,,num,max,

*get,nmin,node,,num,min,

*afun,deg

*dim,t1,array,nmax,1,1,

*do,k,nmin,nmax

*if,nsel(k),eq,1,then

t1(k)=100*abs(sin(ny(k)))!!!!p0=2*f0/(pi*l*r),

*else

t1(k)=0

*endif

*enddo

sffun,pres,t1(1)

sf,all,pres,0

alls

加载以后，选用箭头表示所加的载荷，具体操作为：PlotCtrls>Symbols…在打开的对话框里，选择Show pres and convect as复选框为Arrows, 至此，加载过程结束。结果如下图所示：

(四)、计算结果

执行Solution>Solve>Current LS,从而运行出结果。

米塞斯等效应力图如下图

由米塞斯等效应力图中可以看到，图中轴承座底板右下边的红色区域是受到