【完整版】毕业设计论文基于ANSYS的轴承座的模态分析

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的轴承座的有限元分析

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。

基于ANSYS的弹性支承的悬臂转盘-轴承系统模态分析

论临界转速，应用ＡＮＳＹＳ有限元软件对带有预应力的转盘一轴承系统进行了模态分析，分析转盘系统额定转速、轴承支
承刚度、轴承间跨度和转盘厚度对转盘－轴承系统固有频率的影响，得到了各阶固有频率和固有振型。结果显示：额定转速和轴承支承刚度是影响转盘．轴承系统模态参数的主要因素，在相同工况条件下，同阶固有频率与额定转速成一元三
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅａｒｅｓｏｍｅｐｈｅｎｏｍｅｎａａｂｏｕｔｖｉｂｒａｔｉｏｎａｎｄｉｎｓｔｂｉａｌｉｔｙｆｏｒｃａｎｔｉｌｅｖｅｒｃａｒｏｕｓｅｌｓｙｓｔｅｍｒｏｔａｔｉｎｇａｔｈｉｇｈｓｐｅｅｄ．Ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｍｏｄｅｌｏｆｒｅｓｉｌｉｅｎｔｓｕｐｐｏｒｔａｒｎｌｗｈｅｅｌ—ｂｅａｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗａｓｂｕｉｌｔａｎｄｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃｒｉｔｉｃｌａｓｐｅｅｄｗａｓｃｌｃａｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｍｏｄａｌａｎａｌｙｓｉｓｏｒｆｗｈｅｅｌ — ｂｅａｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗｉｔｈｐｒｅ－ｓｔｒｅｓｓｗａｓｍａｄｅｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅｏｆ

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。

基于ANSYS WORKBENCH轴承的模态分析

基于ANSYS WORKBENCH轴承的模态分析1有限元模型的建立利用proe软件进行建模，可以从原件库里面直接调用，也可以重新建模，建模无需建立装配模型，只需要在单体零件中直接建立轴承内外圈和球体，选择不合并实体，从而形成多实体的单体零件。

轴承元件之间的间隙可以消除。

•三维模型的建立三维模型的建立是数值模拟分析中重要、关键的环节。

UG软件能够方便地建立复杂的三维模型，企业提供的初始的轴承三维模型主体钢结构是由不同厚度的钢板焊接而成，模型钢板之间存在较多的焊缝，导致模型存在不同大小的间隙，给后继有限元分析带来困难，而且模型结构复杂，且为三维实体，建立有限元模型的过程中，要在符合结构力学特性的前提下建立模型，有必要对结构做合理的简化。

其主要简化说明如下：（1）.忽略零件中一些微小特征。

螺栓孔、倒圆角等一些微小的结构对结果准确性的影响很小，所以建模时不考虑这些微小几何图元；（2）.所有焊接位置不允许出现裂缝、虚焊等工艺缺陷，认为在焊接位置材料是连续的，直接填充间隙；（3）.轴承模型附件品种繁多，形状复杂，且对机架的刚度和强度影响不大，在计算模型中只要考虑其自重即可，例如料斗、辊子、走台、链板等其它辅助设备。

•材料属性结构用钢均采用Q235碳素结构钢材，Q235的弹性模量E=2.1e11N/m2，密度7830kg/m3，剪切模量为81000MPa，泊松比为0.3，模型材料为各向同性。

表1 材料Q235许用应力一览表: MPa (N/mm2)Tab.1 List of Material Q235 Allowable stress: MPa (N/mm2)40<t≤100215 143 83 162 93 179 103•网格划分有限元网格数目过少，容易产生畸变，并影响计算精度；而数目过大，不仅对提高精度作用不大，反而大大增加了计算工作量[2]。

因此网格划分前对模型进行了体切割与粘接布尔用算，再采用自由划分方式，以满足计算精度与控制计算量的要求。

基于ANSYS的某机床主轴基座的模态分析

基于ANSYS的某机床主轴基座的模态分析作者：占晓煌吴石占晓明来源：《科技视界》 2014年第9期占晓煌1 吴石1 占晓明2（1.南昌航空大学科技学院，江西南昌 330034；2.上海日进机床有限公司，中国上海201601）【摘要】用模态分析可以确定一个结构的固有频率和振型，固有频率和振型是承受动载荷结构设计的重要参数。

故以该主轴基座为研究对象，利用三维软件SolidWorks建立了其三维模型，并使用有限元分析软件ANSYS对基座进行模态分析。

分析得到基座的前十阶固有频率远大于基座的振动源频率，主轴基座在工作过程中不会发生共振。

【关键词】基座；ANSYS；模态分析；固有频率【Abstract】Modal analysis is used to determine the natural frequency and vibration mode of a structure, which are significant parameters in under dynamic load structure design. With the spindle base as the research object, SolidWorks is used to build a 3D modal and the ANSYS is adopted to make a modal analysis on foundation support. The result of this research shows that the first ten natural frequencies are much greater than the b the vibration source frequency and the Spindle base will not produce resonance when it works.【Key words】ANSYS; Modal analysis; Natural frequency0 引言在进行结构设计时，仅靠单纯的静态设计和经验设计已不能完全满足目前工程的要求，必须考虑各种动态因素，并对结构进行详细的动力分析，以达到抗振、安全、可靠的目的。

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。

【完整版毕业论文】毕业设计论文基于ANSYS的轴承座的模态分析

河南科技学院2013届本科毕业论文（设计）论文题目：基于ANSYS的轴承座的模态分析学生姓名：刘x所在院系：机电学院所学专业：机械设计及其自动化导师姓名：完成时间：2013年5月8日摘要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。

为了提高结构的抗振性，本文借助于ANSYS软件强大的模态分析功能，运用ANSYS软件建立了轴承座的三维模型，并对轴承座进行模态分析，并给出前20阶的固有频率和振型，以此来指导结构的优化设计[1]。

关键字：轴承座，模态分析，有限元，ANSYSAbstractBearing seat is common in the machinery manufacturing, it exists in all kinds of machine, figure, because the bearing seat structure itself is not too complicated, so this article does not use other types of 3 d software modeling, but established under ANSYS environment model. Stress is mainly distributed in the bearing hole of the bearing on the circumference of a circle, and the bearing hole of the bottom half of the radial pressure load. In order to improve the vibration resistance of structure, in this paper, with the aid of powerful modal analysis function of ANSYS software, and the 3 d model of the bearing was established by applying the ANSYS software, and the modal analysis was carried out on the bearing seat, and give the top 20 order natural frequency and vibration mode, in order to guide the optimization design of structure.Keywords: bearing seat，modal analysis，finite element ，ANSYS。

基于ANSYS的轴承座分析详解

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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
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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。
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(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]
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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。

基于ANSYS的轴承座有限元分析

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。

基于ansys的轴承座强度分析

计算报告概述：ANSYS是一种广泛的商业套装工程分析软件。

所谓工程分析软件，主要是在机械结构系统受到外力负载所出现的反应，例如应力、位移、温度等，根据该反应可知道机械结构系统受到外力负载后的状态，进而判断是否符合设计要求。

一般机械结构系统的几何结构相当复杂，受的负载也相当多，理论分析往往无法进行。

想要解答，必须先简化结构，采用数值模拟方法分析。

由于计算机行业的发展，相应的软件也应运而生，ANSYS软件在工程上应用相当广泛，在机械、电机、土木、电子及航空等领域的使用，都能达到某种程度的可信度，颇获各界好评。

使用该软件，能够降低设计成本，缩短设计时间。

到80年代初期，国际上较大型的面向工程的有限元通用软件主要有：ANSYS, NASTRAN, ASKA, ADINA, SAP等。

以ANSYS为代表的工程数值模拟软件，是一个多用途的有限元法分析软件，它从1971年的2.0版本与今天的5.7版本已有很大的不同，起初它仅提供结构线性分析和热分析，现在可用来求结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题的解答。

它包含了前置处理、解题程序以及后置处理，将有限元分析、计算机图形学和优化技术相结合，已成为现代工程学问题必不可少的有力工具。

结构强度分析是ANSYS最早的功能部分，也是最具有特色的功能之一，所以本文采用ANSYS的结构分析部分对轴承座进行强度进行校核分析，最终计算结果表明轴承座满足强度要求。

几何建模采用ANSYS几何建模功能，参考如下所示几何尺寸进行几何建模。

图1 轴承座几何尺寸根据几何建模规则，首先建立轴承座初始模型，如图所示，首先在ANSYS 中建立轴承底座的长方体部分，同时在轴承地板上建立加强筋和轴承孔凸台。

图2 初始几何模型然后在上述模型的基础上进行孔和沉孔的建模，通过布尔运算中的Divide功能进行螺栓孔切割，和沉孔的切割，最终如下所示。

图3 添加螺栓孔和沉孔后几何模型在进行轴承座下法兰的模型建立，可以通过轴承座下底的面进行拉伸得到。

基于ANSYS的某机床主轴基座的模态分析

３实际系统中的社会化推荐算法
基于邻域的社会化推荐算法比较简单．在实际系统中却是难以操作的，因为该算法需要事先获得用户所有好友的历史行为数据．而这操作在实际系统中是比较重的操作．因为大型网站中用户数目非常庞大．用户的历史行为记录也非常庞大．所以不太可能将用户的所有行为都缓存在内存中．只能在数据库前做一个热数据的缓存。如果需要比较实时的数据．这个缓存中的数据就要比较频繁地更新．因此避免不了数据库的查询．然而，数据库查询一般是很慢的．特别是针对行为很多的用户更是如此。因而，若一个算法再给一个用户做推荐时。需要他所有好友的历史行为数据．这在实际环境中是比较困难的。为了让它能够具有比较快的响应时间．需要改进基于邻域的社会化推荐算法。改进的方法有两种：一种是两处截断法．第一处截断就是在拿用户好友集合时并不拿出用户所有的好友．而是只拿出和用户相
一
似度最高的Ｎ个好友（Ｎ取一个比较小的数）．从而给该用户做推荐时可以只查询Ｎ次用户历史行为接口。第一处截断在查询每个用户的历史行为时，可以只返回用户最近１个月的行为，这样就可以在用户行为缓存中缓存更多用户的历史行为数据．从而加快查询用户历史行为接ｔ３的速度。另一种解决方法是重新设计数据库。通过前面分析可以发现，社会化推荐中关键的操作就是获得用户所有好友的行为数据，然后通过一定的聚合展示给用户。如果对照一下微博．就会发现微博中每个用户都有个信息墙，这个墙上实时展示着用户关注的所有好友的动态。因此，只要能够实现这个信息墙，就能够实现社会化推荐算法。Ｔｗｉｔｔｅｒ给每个用户维护一个消息队列．当一个用户发表一条微博时，所有关注他的用户的消息队列中都会加入这条微博。这样用户获取信息墙时可以直接读消息队列，所有终端用户的读操作很快Ｔｗｉｔｔｅｒ这种架构思想【４］移植到社会化推荐系统中，其具体设计为：首先，为每个用户维护一个消息队列，用于存储他的推荐列表：接着．当个用户喜欢一个物品时，就将（物品ＩＤ、用户ＩＤ和时间）这条记录写入关注该用户的推荐列表消息队列中：最后．当用户访问推荐系统时，读出他的推荐列表消息队列，对于这个消息队列中的每个物品．重新计算该物品的权重。计算权重时需要考虑物品在队列中出现的次数，物品对应的用户和当前用户的熟悉程度、物品的时间戳同时计算出每个物品被哪些好友喜欢过，用这些好友作为物品的推荐解释

基于ANSYS WORKBENCH轴承的模态分析

基于ANSYS WORKBENCH轴承的模态分析1有限元模型的建立利用proe软件进行建模，可以从原件库里面直接调用，也可以重新建模，建模无需建立装配模型，只需要在单体零件中直接建立轴承内外圈和球体，选择不合并实体，从而形成多实体的单体零件。

轴承元件之间的间隙可以消除。

•三维模型的建立三维模型的建立是数值模拟分析中重要、关键的环节。

UG软件能够方便地建立复杂的三维模型，企业提供的初始的轴承三维模型主体钢结构是由不同厚度的钢板焊接而成，模型钢板之间存在较多的焊缝，导致模型存在不同大小的间隙，给后继有限元分析带来困难，而且模型结构复杂，且为三维实体，建立有限元模型的过程中，要在符合结构力学特性的前提下建立模型，有必要对结构做合理的简化。

其主要简化说明如下：（1）.忽略零件中一些微小特征。

螺栓孔、倒圆角等一些微小的结构对结果准确性的影响很小，所以建模时不考虑这些微小几何图元；（2）.所有焊接位置不允许出现裂缝、虚焊等工艺缺陷，认为在焊接位置材料是连续的，直接填充间隙；（3）.轴承模型附件品种繁多，形状复杂，且对机架的刚度和强度影响不大，在计算模型中只要考虑其自重即可，例如料斗、辊子、走台、链板等其它辅助设备。

•材料属性结构用钢均采用Q235碳素结构钢材，Q235的弹性模量E=2.1e11N/m2，密度7830kg/m3，剪切模量为81000MPa，泊松比为0.3，模型材料为各向同性。

表1 材料Q235许用应力一览表: MPa (N/mm2)Tab.1 List of Material Q235 Allowable stress: MPa (N/mm2)40<t≤100215 143 83 162 93 179 103•网格划分有限元网格数目过少，容易产生畸变，并影响计算精度；而数目过大，不仅对提高精度作用不大，反而大大增加了计算工作量[2]。

因此网格划分前对模型进行了体切割与粘接布尔用算，再采用自由划分方式，以满足计算精度与控制计算量的要求。

基于ANSYS的轴承座的模态分析

包括频率、振型等的分析，它是所有动力学分析最基
图１Ｓｌｄ２单元外形图ｏｉ９
收稿日期：２１－６０１０００－
作者简介：杨军（９７）男，１８一，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［ＩＫ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、
０８Ｆ．４，故均选取ｌｕＦ的钽电容。４Ｍｕｔｉ及仿真波形ｌｓｉｍ
２１年第４０１期
杨军，等：基于ＡＳＳ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

基于ANSYS的轴承座结构分析

基于ANSYS的轴承座结构分析一、有限元单元法与ANSYS简介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。

简而言之，其基本思想是里兹法加分片近似，可以归纳如下：首先，将物体或解域离散为有限个互不成叠仅通过节点相互连接的子域（即单元），原始边界条件也被转化为节点上的边界条件，此过程称为离散化。

其次，在单元内，选择简单近似函数来分片逼近未知的求解函数，即分片近似。

最后，基于与原问题数学模型（基本方程和边界条件）等效的变微分原理或加权残值法，建立有限元方程（即刚度方程），从而将微分方程转化为一组以变量或其导数的节点为未知量的代数方程组，进而借助矩阵和计算机求解代数方程组得到原问题的近似解。

ANSYS是在20世纪70年代由ANSYS公司开发的工程分析软件，开发初期是为了应用于电力工业，现在已经广泛应用于航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等领域。

ANSYS软件主要包括三个部分：前处理模块，分析计算模块和后处理模块。

前处理模块提供了一个强大的实体建模及网格划分工具，用户可以方便地构造有限元模型；ANSYS 分析计算模块包括结构分析（可进行线性分析、非线性分析和高度非线性分析）、流体动力学分析、电磁场分析、声场分析、压电分析以及多物理场的耦合分析，可模拟多种物理介质的相互作用，具有灵敏度分析及优化分析能力；ANSYS后处理模块可将计算结果以彩色等值线显示、梯度显示、矢量显示、粒子流迹显示、立体切片显示、透明及半透明显示（可看到结构内部）等图形方式显示出来，也可将计算结果以图表、曲线形式显示或输出。

ANSYS 软件提供了100种以上的单元类型，用来模拟工程中的各种结构和材料。

二、实体模型的建立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。

(完整word版)基于ANSYS的轴承座有限元分析

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。

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。