轴承座的静力分析
轴承座静强度分析报告书
轴承座静强度分析报告
一、静强度分析
轴承座不仅为轴提供支撑，还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，保证机械设备的作业具有重要作用。
但由于轴承座的形状复杂，传统的解析法在计算轴承座的承载性能时存在较大误差。
故基于有限元分析软件ANSYS，对搬运设备轴承座的承载特性进展分析。
二、有限元应力分析结果
轴承座材料为Q235，有限元分析过程中材料参数为：
采用自由网格划分：
xiatuwei
以下列图为轴承座约束和载荷分布图：
第一工况作用下的应力显示图：
第二工况作用下的应力显示图：
第三工况作用下的应力显示图：
由以上分析可得：由于所给许用应力为235Mpa，因此只有第一工况符合所给条件，第二第三工况不满足条件，第一三工况下，轴承孔内侧应力分布较均匀，过渡比拟平缓，外侧应力突然增大，最大应力为84Mpa和58456Mpa，第二工况下，由于侧面受压，拐角处应力集中，最大应力为2467Mpa，以上问题在实际应用过程中应注意保护。
三、对轴承座静强度分析的评价
在轴承座的设计制造过程中，应充分考虑上述危险截面的强度，对于重要的部位，尤其是与螺栓相配合的局部，一要保证其加工精度，二要采取措施防止出现应力集中，如
果技术上允许，可以对重要的部位进展局部的热处理，从而增加其强度和硬度，进而提高轴承座零件的性能与使用寿命。
运用ANSYS 15软件，选择适宜的单元类型及材料，以及通过六面体网格划分，设置非线性接触对，施加适当的约束与载荷，对轴承座进展了强度和变形分析，找出了危险截面，提出了一些改良的方法和措施，给实际的工程实际提供了良好的指导意见。
双列圆锥滚子轴承拟静力学分析
双列圆锥滚子轴承拟静力学分析李震;郑林征;张旭;孙伟【摘要】为了研究风电设备中双列圆锥滚子轴承的拟静力学特性及寿命情况,提出了一种基于坐标向量运算的分析模型,该模型将坐标向量和旋转矩阵应用于传统的拟静力学分析,能够准确、快速得到实际复杂工况下轴承内部载荷分布和轴承疲劳寿命.通过将该模型应用于某型号3MW风电主轴承,得到了极限载荷工况下圆锥滚子与内、外圈滚道和内圈挡边的接触载荷分布曲线,确定了极限载荷工况中不同倾覆力矩下的圆锥滚子受力曲线,并得到了轴向游隙为-0.25~0.25mm时,轴承整体寿命变化曲线,确定了最佳寿命时轴向游隙为-0.025mm.%To study the quasi-statical characteristics and fatigue life of the double-row tapered roller bearings in wind power equipment,an analysis model based on a coordinate vector operation was proposed.In the model,the coordinate vector and rotation matrix were used for traditional quasi-statical analysis,whereby,the internal load distribution and fatigue life of the bearings under complicated working conditions can be obtained accurately and quickly.By applying the model to one type of 3MW wind power main bearings,the contact load distribution curve between the tapered roller,internal and external ring of the raceway,and the flange of internal ring was attained.The stress curve of the tapered roller under different titling moments in the condition of maximum loads was determined.In addition,the fatigue life curve of a bearing was achieved when the axial clearance ranged from-0.25mm to 0.25mm and the axial clearance for the optimum life node was determined to be-0.025mm.【期刊名称】《哈尔滨工程大学学报》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】6页(P276-281)【关键词】双列圆锥滚子轴承;拟静力学模型;疲劳寿命;轴向游隙【作者】李震;郑林征;张旭;孙伟【作者单位】大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024;大连工业大学机械工程及自动化学院,辽宁大连116034;大连理工大学机械工程学院,辽宁大连 116024【正文语种】中文【中图分类】TH128风电主轴承的结构设计对于主轴承的综合性能有重要的影响，风电设备的整体性能和可靠性在很大程度上也依赖于其所选用的主轴承的性能，因此设计和制造出具有良好综合性能的风电主轴承显得格外重要。
对轴承座进行有限元受力分析
四. 加载和求解 １. 定义分析类型 Main Menu >Solution > Analysis Type > New Analysis, 选择Static
2. 定义位移约束 提示：首先切换成前视图（front view） Main Menu >Solution> Define Loads >Apply >Structural>Displacement > On Areas, 在弹出对话框中选Circle
以小孔中心为圆心 画圆, 将圆周边刚好划入, 点击 OK.
在弹出的对话框中选全约束, 输入值为:0 用同样的方法,对四个孔圆柱面加全约束
3. 加载荷 便于保证载荷加到指定的面上,可先显示面的编号 Utility Menu >PlotCtrls> Numbering
Utility Menu >Plot> Areas
减去1个小圆 Main Menu>Proprocessor> Modeling>Operate>Booleans >Subtract> Volumes 弹出对话框中后，用光标先点基体(即总体，此时总体颜 色变红），点击OK，再点1个要减去的圆，再点击OK
5.建立右边部分 Main Menu> Preprocessor>Modeling>Create>Volumes >Block>By 2 corners & z, 在弹出的对话框中输入数据, 然后点击OK
Menu>Proprocessor> Modeling>Operate>Booleans >Subtract> VoMain lumes ,弹出对话框后，用光标先点基体(即总体，此时总 体颜色变红），然后点击OK，再点2个要减去的圆孔，再点击 OK (鼠标右键，点Replot刷新）
混合陶瓷角接触球轴承静力分析11-ABAQUS
混合陶瓷角接触球轴承静力分析喻炜（天津大学机械工程学院，天津300072）摘要：通过细化接触区局部网格建立兼顾精度和效率的混合陶瓷角接触球轴承局部有限元模型，分析该轴承受轴向载荷时的应力场，分析不同轴向载荷下该轴承的接触角、轴向趋近量、接触载荷和最大接触应力并与理论值对比。
结果显示接触角、轴向趋近量、接触载荷和最大接触应力的有限元分析（FEA）结果与理论计算结果吻合。
关键字：混合陶瓷球轴承；有限元法；静力分析；ABAQUS0 引言在高速工况下（DN值大于1M），陶瓷球轴承性能优于钢轴承，因为陶瓷密度只有钢的41%，陶瓷球所受离心力为钢球的41%。
由于陶瓷和钢材料性能上的差异，经典分析理论[1]不适用于陶瓷球轴承。
预测复杂工况下（如考虑摩擦、离心力、热效应）陶瓷球轴承的疲劳寿命需要知道轴承接触区表面下的应力场，一种可行思路是将稳态温度场、稳定运转工况下的球与套圈的接触载荷和接触角、摩擦等效加载于陶瓷球轴承静力分析有限元模型，这就需要以对简单载荷下陶瓷球轴承进行精确的静力分析为基础。
本文主要目标是建立兼顾精度和计算效率的混合陶瓷角接触球轴承三维有限元模型，为后续引入摩擦、热、离心效果的混合陶瓷球轴承有限元分析奠定基础。
用该模型分析轴向载荷对混合陶瓷角接触球轴承的接触载荷、接触应力、接触角和轴向弹性趋近量的影响，并将FEA结果与理论结果对比。
1 三维局部有限元模型1.1模型简化与假设为方便与Harris理论[1]比较，以混合陶瓷角接触球轴承7218B/HQ1为算例，所做简化与假设如下：(1)滚动轴承塑性变形小，假设材料为线弹性。
(2)不考虑倒角、圆角等对静力接触分析影响不大的几何特征。
(3)考虑只受轴向载荷，则每个球所受载荷相等，因此可取包含一个球的局部轴承模型进行分析。
(4)在静力分析中，保持架作用不大，因此，忽略保持架。
(5)静力分析中摩擦力对结果影响不大，不考虑摩擦。
轴承几何尺寸如表1所示，局部轴承模型如图1所示。
实验三：ANSYS结构静力分析
实验三：ANSYS结构静⼒分析实验三：ANSYS结构静⼒分析静⼒分析实验1—⾃⾏车框架的结构分析⾃⾏车框架的结构分析具体步骤1.定义⼯作名、⼯作标题（学号）过滤参数①定义⼯作名：Utility menu > File > Jobname②⼯作标题：Utility menu > File > Change Title2.选择单元类型Main Menu >Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete① 3D elastic straight pipe②单击Element Types 对话框中的Options按钮，单击K6，在下拉列表框中选择Include Output选项，然后单击OK按钮。
这样在输出结果数据时，将得到应⼒和扭距值。
单击Element Type 对话框中Close按钮，结束单元类型参数定义操作。
3.单元实常数设定Main Menu >Preprocessor > Real Constants > Add/Edit/Delete在弹出的对话框中单击Add按钮，选择Type 1 PIPE6（在只有⼀个单元类型时系统默认选定状态）。
单击OK按钮。
键⼊下⾯的⼏何参数：外径（Outside diameter OD）：25管壁厚度（Wall thickness TKWALL）：2定义了外径为25mm，壁厚为2mm 的管。
单击OK按钮。
4.设置材料属性Main Menu >Preprocessor > Material Props > Material Models> Structural > Linear > Elastic >Isotropic弹性模量EX＝70000泊松⽐PRXY＝0.335.实体建模根据以给定的坐标值，建⽴8个关键点，并对应连接各点构成⾃⾏车的三维桁架结构其中L=（500+学号）mm①创建关键点操作：Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints > In Active CS②由关键点⽣成线的操作：Preprocessor > Modeling > Create > Lines > Lines > In Active Coord保存结果Toolbar: SAVE_DB6.划分⽹格①设定⽹格尺⼨：Meshing > Size Cntrls > ManualSize > Lines > All Lines在SIZE 栏中，键⼊想得到的单元长度，在本例中取单元长度为20mm，在数据栏中键⼊20②划分⽹格：Preprocessor > Meshing > Mesh > Lines在Mesh Lines对话框中单击Pick All钮完成⽹格划分。
轴承座的静力分析
南昌航空大学实验报告课程名称：CAD/CAE软件应用实验名称：轴承座的静力分析指导老师评定：签名：（一）实验目的：掌握创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接），模型体素的合并，基本网格划分、基本加载、求解及后处理。
（二）实验要求：1.了解ANSYS的单元类型以及如何选择单元类型。
2.了解ANSYS分网的几种方法，并应用不同方法进行网格划分。
3.轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及其后处理。
（三）实验内容：/PREP7BLOCK,0,3,0,1,0,3,wpoff,2.25,1.25,0.75wprot,0,-90CYL4, , ,0.75/2, , , ,-1.5 FLST,3,1,6,ORDE,1FITEM,3,2VGEN,2,P51X, , , , ,1.5, ,0 FLST,3,2,6,ORDE,2FITEM,3,2FITEM,3,-3VSBV, 1,P51X WPCSYS,-1,0 WPSTYLE,,,,,,,,0BLC4,0,1,1.5,1.75,0.75 KWPAVE, 16CYL4,0,0,0,0,1.5,90,-0.75 CYL4,0,0,1, , , ,-0.1875CYL4,0,0,0.85, , , ,-2 FLST,2,2,6,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-2VSBV,P51X, 3 FLST,2,2,6,ORDE,2FITEM,2,6FITEM,2,-7VSBV,P51X, 5 NUMMRG,KP, , , ,LOW KBETW,7,8,0,RATI,0.5, FLST,2,3,3 FITEM,2,14FITEM,2,15FITEM,2,9A,P51XVOFFST,3,-0.15, ,WPSTYLE,,,,,,,,0FLST,3,4,6,ORDE,2FITEM,3,1FITEM,3,-4VSYMM,X,P51X, , , ,0,0FLST,2,8,6,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-8VGLUE,P51XET,1,SOLID187MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,30e6MPDATA,PRXY,1,,SMRT,6MSHAPE,1,3DMSHKEY,0FLST,5,8,6,ORDE,4FITEM,5,3FITEM,5,7FITEM,5,9FITEM,5,-14CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YVMESH,_Y1CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2FINISH/SOLFLST,2,8,5,ORDE,6FITEM,2,15FITEM,2,-18FITEM,2,53FITEM,2,55FITEM,2,57FITEM,2,-58DA,P51X,SYMMFLST,2,6,4,ORDE,6FITEM,2,4FITEM,2,-5FITEM,2,10FITEM,2,113FITEM,2,151FITEM,2,153/GODL,P51X, ,UY,FLST,2,4,5,ORDE,4FITEM,2,9FITEM,2,22FITEM,2,68FITEM,2,75/GOSFA,P51X,1,PRES,1000 FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,36FITEM,2,76/GOSFA,P51X,1,PRES,5000 SOLVEFINISH /POST1/EFACET,1PLNSOL, S,EQV, 0,1.0/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,0.924021086472,1/REP,FAST/DIST,1,1.08222638492,1/REP,FAST/TITLE,肖曾 12061210PLNSOL,S,EQVANCNTR,10,0.5（四）实验结果：（五）实验总结：通过本次实验，我深深的感受到了科技的强大魅力，人类智慧的无穷。
轴承座结构分析-1
大作业
进行轴承座受力结构分析，轴承座材料为Q235钢，弹性模量2.06E5MPa，泊松比0.29，结构尺寸如图1所示，轴承座的底面受垂直方向的约束，底面螺栓孔受水平方向的约束，轴孔的台阶面受到40Pa/mm2的轴向推力。
要求底座与加强筋划分为六面体网格(Solid186)，其余部分划分为四面体网格(Solid 187)，用五面体单元进行过渡。
用Word文档写出前处理，处理和后处理的主要步骤，并附主要步骤的图片（实体模型，网格划分，约束加载），最后给出轴承座的V on Mises 等效应力云图和变形图，判断轴承座静强度能否满足要求。
（模型结构和载荷左右对称，可以先做出模型的一半，利用对称约束进行求解，然后显示整个模型的结果）。
图1. 轴承座工程图
图2. 正面网格剖分图
图3. 背面网格剖分图
图4. 载荷约束
图5. 应力云图。
轴承座的结构分析及优化
任务书订由学院存档。
开题报告3. 在ANSYS 仿真软件中对轴承座的结构进行有限元分析。
4. 在轴承座在原有结构上进行优化，再次利用ANSYS 仿真软件轴承座新的结构进行有限元分析。
5. 比较俩次分析的结果，得出较佳的结构。
6. 撰写毕业论文一份。
四、研究方案及步骤经分析，本课题的设计可分为以下阶段：第一阶段：1)查阅相关资料，记录所需的信息，确定可行性方案。
2)理清研究思路，确定轴承座型号以及其在机械设备中的作用。
第二阶段：1)在creo2.0 中对轴承座UCF205 进行建模2)根据原有设计对方形轴承座进行有限元分析，得出分析结构。
3)确定对轴承座的优化方案。
第三阶段：1)使用ANSYS 软件对优化后的结构进行有限元分析。
2)最后根据分析结果，得出较佳的结构。
五、论文提纲第1 章绪论1.1 研究的目的及意义1.2 国内外轴承行业发展现状1.3 轴承座的功能和结构、以及在机械设备中的作用第2 章有限元单元法与ANSYS 简介2.1 有限单元法2.2 国内外ANSYS 软件的发展现状2.3 ANSYS 仿真软件的使用第3章建立实体模型3.1 creo2.0 简介3.2 实体模型的建立3.3 网格划分3.3.1 制定工作文件名和标题名3.3.2 单元类型选择3.3.3 制定材料属性3.3.4 进行扫掠网格划分第4 章 ANSYS 有限元分析4.1 ANSYS 有限元分析典型步骤4.2 有限元模型的建立4.3 加载和求解4.3.1 定义分析类型和设置分析选项4.3.2 施加载荷4.3.3 设置载荷步选项4.3.4 求解4.4 轴承座结构优化4.5 对优化后的结构进行有限元分析第5 章结果分析与比较第6 章结论与展望第7 章总结参考文献致谢附件六、论文（设计）工作量的估计、工作条件1、工作量估计1)查阅并记录所需资料。
2)轴承座的型号及基本参数的确定；3)学习使用ANSYS 软件的使用方法；4)使用ANSYS 软件对轴承座结构进行有限元分析；5)制作毕业答辩的PPT。
ANSYS轴承支架的静力分析
轴承支架的静力分析1.问题的定义像装在汽轮机汽缸本体或基础上用来支撑轴承的构件, 磨损作为轴承座最为常见的问题，轴承座磨损现象也时常发生。
有必要对其进行应力、应变的分析，已求提高工件的使用寿命。
而有限元分析方法在这方面的分析有其优越性，也应用的最广。
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。
图1 轴承支架示意图2 . 模型建立模型建立包括：定义单元类型和实常数；定义材料属性；建立三维几何模型；划分有限元网格。
2.1 定义单元类型在进行有限元分析时，首先应根据分析问题的几何结构，分析类型和所分析的问题精度等，选定适合具体分析的单元类型。
本例中选用十节点四面体实体结构单元Tet 10Node92。
Tet 10Node92可用于计算三维问题。
2.2 定义实常数本实例中选用十节点四面体实体结构单元Tet 10Node92，不需要设置实常数。
2.3 定义材料属性本实例所采用的材料属性根据题意得知，弹性模量取2.2E11，泊松比取0.3。
将这两个数据依次输入EX文本框和PRXY文本框即可。
图2 定义材料属性2.4 建立三维几何模型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。
2、自下而上建模，首先要建立关键点，由这些点建立线、由线连成面等，一般建模原则是充分利用对称性，合理考虑细节。
根据题中的轴承座，由于轴承座具有对称性，只需建立轴承座的半个实体对称模型，在进行镜像操作即可。
采用自下而上的建模方法得到如下图1所示的三维实体模型：2.4.1 建立底座（1）Main Menu：Preprocessor->Modeling->Create>V olumes->Block->By Dimensions输入x1=-100,x2=100,y1=-198,y2=198,z1=0,z2=30；（2）Main Menu：Preprocessor->Modeling->Create->Volumes->Block>By Dimensions输入x1=-100,x2=100,y1=-125,y2=125,z1=0,z2=15；（3）Main Menu：Preprocessor->Modeling->Operate>Booleans->Subtract->V olume图3 两个长方体布尔运算(4) Main Menu：Preprocessor>Modeling->Create>V olumes->Cylinder>Partial Cylinder,弹出如下对话框，填入如下数据：图4 输入柱坐标的参数(5) Main Menu：Preprocessor>Modeling->Reflect->V olumes(由于模型有很好的对称性，可利用对称性建模，这样更快)；(6) Main Menu：Preprocessor->Modeling->Operate>Booleans->Subtract->Volume图5 生成的底座,生成体积（7）Main Menu：Preprocessor>Modeling->Create->Keypiont->In Active CS,弹出的对话框中NPT Keypiont number输入71；X=-15，Y=-150,Z=30；（8）参照上一步的操作，在ANSYS的显示窗口生成以下关键点编号及其坐标：72 (15,-150,30)；73 (-15,150,30);74 (15,150,30);75 (-15,75,280);76 (15,75,280);77（-15，-75，280）；78 （15，-75，280）；（9）Main Menu：Preprocessor>Modeling->Create>V olumes->Arbitrary>Through KPS（一定要注意连线的顺序性:72-71-73-74-78-77-75-76）图6 创关键点生成梯形体，并显示组合体首先应偏移工作平面至(60,0,280)，（10）Utility Menu: Work Plane->Change Active CS to->Global Cylindrical (将当前激活坐标转化为柱坐标系)；(11) Main Menu：Preprocessor>Modeling->Create>V olumes->Cylinder>Partial Cylinder；创建圆柱体WP X输入0，WP Y输入0，Radius-1输入75，Theta-1输入0，Radius-2输入0，Theta-2输入360，Depth输入120，点击Apply.图7 创建圆柱体2.4.4 形成圆柱的轴孔(12) Main Menu：Preprocessor>Modeling->Create>V olumes->Cylinder->Solid Cylinder；创建圆柱体WP X输入0，WP Y输入0，Radius-1输入40，Depth输入120，继续创建第2个圆柱体WP X输入0，WP Y输入0，Radius输入50，Depth输入40，点击OK生成2个圆柱体。
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。
ANSYS轴承座静力学分析
JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计（论文）轴承座的实体建模及静力学仿真分析学院名称：机械工程学院专业：车辆工程班级：10车辆1W学号：********姓名：xxx指导教师姓名：xxx指导教师职称：讲师二〇一三年六月目录序言 (2)第1章课题分析与方案论证 (3)1.1课题任务分析 (2)第2章分析过程 (5)2.1 实体建模 (4)2.2 单元类型选择及网格划分 (7)2. 3 加载及约束及后处理 (9)总结 (12)致谢 (14)序言1970年，Doctor John Swanson博士洞察到计算机模拟工程应该商品化，于是创立了ANSYS公司，总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。
30年来，ANSYS 公司致力于设计分析软件的开发，不断吸取新的计算方法和技术，领导着世界有限元技术的发展，并为全球工业广泛接受，其50000多用户遍及世界。
ANSYS软件的第一个版本仅提供了热分析及线性结构分析功能，像当时的大多数程序一样，它只是一个批处理程序，且只能在大型计算机上运行。
20世纪70年代初。
ANSYS软件中融入了新的技术以及用户的要求，从而使程序发生了很大的变化，非线性、子结构以及更多的单元类型被加入到子程序。
70年代末交互方式的加入是该软件最为显著的变化，它大大的简化了模型生成和结果评价。
在进行分析之前，可用交互式图形来验证模型的几何形状、材料及边界条件；在分析完成以后，计算结果的图形显示，立即可用于分析检验。
今天软件的功能更加强大，使用更加便利。
ANSYS提供的虚拟样机设计法，使用户减少了昂贵费时的物理样机，在一个连续的、相互协作的工程设计中，分析用于整个产品的开发过程。
ANSYS分析模拟工具易于使用、支持多种工作平台、并在异种异构平台上数据百分百兼容、提供了多种耦合的分析功能。
ANSYS公司对软件的质量非常重视，新版的必须通过7000道标准考题。
业界典范的质保体系，自动化规范化的质量测试使ANSYS公司于1995年5月在设计分析软件中第一个通过了ISO9001的质量体系认证。
轴承动载荷和静载荷计算
轴承动载荷和静载荷计算
《轴承动载荷和静载荷计算》
在机械传动系统中，轴承是承受动力或重力载荷的重要组件之一。
为了保证轴承的正常工作和寿命，合理计算轴承的动载荷和静载荷是必不可少的工作。
首先，我们来了解一下什么是动载荷和静载荷。
动载荷是指在工作过程中受到的实际载荷，包括径向载荷和轴向载荷。
径向载荷是指沿轴承的径向方向产生的力，而轴向载荷是指沿轴承轴线方向产生的力。
静载荷是指在轴承停止工作时所受到的最大力。
接下来，我们来看看如何计算轴承的动载荷。
对于径向载荷，可以通过测量或估算系统中受力部件的受力大小来获得。
对于轴向载荷，可以根据系统的工作原理和设计要求来确定。
在计算径向载荷和轴向载荷时，需要考虑各个受力部件之间的相互作用和关系，以确保计算结果的准确性。
在计算轴承的静载荷时，我们需要考虑轴承的安全系数和寿命要求。
安全系数是指轴承额定静载荷与计算所得静载荷之间的比值，用于保证轴承在静载荷下的安全工作。
寿命要求是指轴承在静载荷下能够运行的时间，通常通过轴承寿命计算公式来确定。
在实际工程中，轴承的动载荷和静载荷计算是一个复杂的过程，需要综合考虑多个因素，包括受力部件的性能、工作条件、环境影响等。
同时，还需要参考相关的标准和规范来进行计算，并进行合理的安全余量设计。
总之，轴承动载荷和静载荷计算是确保轴承正常工作和寿命的重要工作。
合理计算轴承的动载荷和静载荷是机械传动系统设计中必不可少的环节，对于提高系统的性能和可靠性具有重要意义。
轴承座在静止状态下的受力情况
轴承座在静止状态下的受力情况
学号：22201632222025 ；班级：机制五班
1前言
本次设计采用了solidworks的stimulation功能，solidworks是一款强大的工程软件，从最初的三维建模，现在已经发展成为仿真，排线，渲染，设计等功能的强大软件。
本次就利用solidworks的stimulation功能进行仿真轴承座的静应力状态。
2条件
轴承座用螺栓连接于地面，其预载荷为50N, 当在静止状态下时，轴承座自重30KG,由轴承加在轴承座内圈的挤压力为700N.
3步骤
1．利用工程制图习题册上面的轴承座尺寸建立轴承座的模型。
建模完成后如图1：
2．点击stumulation下面新算例，选择静应力分析，点击确认，开始进行静应力仿真。
3．首先点击右边栏的轴承座，右击选择灰铸铁，为轴承座添加好材料。
完成后，效果如图2。
4．点击连结选择螺栓连接，然后选择依次选择螺栓孔的两条边线，同时在预载荷那一栏输入50N的预载荷，点击确定完成一个螺栓的连接，同样的方法建立另外一个。
完成后效果如图3。
5．点击夹具，选择下底面固定。
效果如图4.
6．在外部载荷一栏选择分布质量，选择零件，输入30,再选择力，点击轴承座内圈，选择力为700N,结果如图5。
7．最后点击加载网格并运行，结果图6,7,8。
图1图2
图3 图4 图5
图6 应力云图
图 7 位移云图
图8 应变云图。
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。
检测轴承的载荷的方法
检测轴承的载荷的方法轴承是广泛应用于机械设备中的重要组件，其主要功能是减少摩擦，并支撑和传递轴向和径向载荷。
对轴承的载荷进行准确检测和评估是保障设备安全运行的关键。
本文将介绍几种常见的轴承载荷检测方法。
1.静载荷测试方法静载荷测试是最常见的一种载荷检测方法。
其基本原理是通过测量轴承在静止状态下所承受的力或压力来确定其承载能力。
常见的静载荷测试方法包括：使用称重传感器实时测量轴承的承载力，使用油膜传感器监测轴承的接触压力，或者利用压力传感器直接测量加在轴承上的压力。
2.动载荷测试方法动载荷测试是通过测量轴承在运动状态下所承受的力或压力来评估其承载能力。
相比于静载荷测试，动载荷测试更接近实际工作条件。
常见的动载荷测试方法主要包括：利用滚子轴承动态测力仪测量轴承受力的大小和方向，使用应变传感器测量轴承的变形和应力分布，或者通过振动传感器检测轴承在工作过程中的振动情况。
3.数值仿真方法数值仿真方法是一种基于计算机数值模拟技术的载荷检测方法。
通过建立复杂的轴承模型和运动方程，模拟轴承在工作状态下的载荷分布情况。
数值仿真方法可以更多地考虑各种因素对载荷的影响，如箱体刚度、加速度、载荷方向等。
数值仿真方法的优势是可以对不同工况下的轴承性能进行预测和优化，但需要有一定的计算机模拟和分析能力。
4.磨损测试方法磨损测试方法主要用于评估轴承在长时间使用后的磨损和疲劳性能。
常见的磨损测试方法包括：使用显微镜观察轴承表面的磨损情况，利用磨损试验机测量轴承磨损造成的摩擦力、摩擦系数和能量消耗，并通过张紧力测试评估轴承的疲劳寿命。
综上所述，轴承的载荷检测方法包括静载荷测试、动载荷测试、数值仿真方法和磨损测试方法等。
这些方法可以根据实际需要和条件选择合适的方案，准确评估轴承的承载能力，并及时采取措施保障轴承的安全运行。
ANSYS轴承座静力学分析解读
轴承座的实体建模及静力学仿真分析学院名称： 机械工程学院专 业： 车辆工程班 级： 10车辆1W学 号： 10326103姓 名： xxx指导教师姓名： xxx指导教师职称： 讲师二〇一三 年 六 月JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计（论文）目录序言 (2)第1章课题分析与方案论证 (3)1.1课题任务分析 (2)第2章分析过程 (5)2.1 实体建模 (4)2.2 单元类型选择及网格划分 (7)2. 3 加载及约束及后处理 (9)总结 (12)致谢 (14)序言1970年，Doctor John Swanson博士洞察到计算机模拟工程应该商品化，于是创立了ANSYS公司，总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。
30年来，ANSYS 公司致力于设计分析软件的开发，不断吸取新的计算方法和技术，领导着世界有限元技术的发展，并为全球工业广泛接受，其50000多用户遍及世界。
ANSYS软件的第一个版本仅提供了热分析及线性结构分析功能，像当时的大多数程序一样，它只是一个批处理程序，且只能在大型计算机上运行。
20世纪70年代初。
ANSYS软件中融入了新的技术以及用户的要求，从而使程序发生了很大的变化，非线性、子结构以及更多的单元类型被加入到子程序。
70年代末交互方式的加入是该软件最为显著的变化，它大大的简化了模型生成和结果评价。
在进行分析之前，可用交互式图形来验证模型的几何形状、材料及边界条件；在分析完成以后，计算结果的图形显示，立即可用于分析检验。
今天软件的功能更加强大，使用更加便利。
ANSYS提供的虚拟样机设计法，使用户减少了昂贵费时的物理样机，在一个连续的、相互协作的工程设计中，分析用于整个产品的开发过程。
ANSYS分析模拟工具易于使用、支持多种工作平台、并在异种异构平台上数据百分百兼容、提供了多种耦合的分析功能。
ANSYS公司对软件的质量非常重视，新版的必须通过7000道标准考题。
abaqus实例
四川大学
本科生课程考试试卷
姓名：李星
学号：0743058024
所在院、系（所）：建筑与环境学院
专业：工程力学
ABAQUS学习实验报告
——轴承座的线性静力学分析
1．问题描述
本文详细讲解一个固定轴承座的静力学分析实例，如图1所示，采用国际单位制；长度mm，力N，应力MPa。
改轴承通过四个安装孔进行固定，轴承孔的下半部分承受由轴传来的径向压力载荷（50MPa），轴承孔周围上承受推力载荷（10MPa）。
轴瓦和轴设置为显示体约束，跟随轴承孔壁上三点定义的坐标系运动。
本例选用静态通用（Static，General）分析步，分析轴承座的应力和位移状态。
图1
2．创建部件
根据部件几何特征及尺寸建立几何模型（具体做法从略），得到定位前的三个部件实体，这三个实体的几何位置如图2所示。
图2
3．定义材料及截面属性
定义的材料常数为：E=200000；v=0.3；之后创建截面特性及分配界面特性。
4．装配部件
在环境栏的Module列表中选择Assembly功能模块，装配三个部件，如图3所示。
图3
5．建模后续工作
图4
6．分析
创建分析作业，再进行数据检查，提交分析作业后保存模型。
Step Time为1秒的时候模型如下图5所示；
此时的变形为下图6所示
此时的应力状态，最大主应力的灰度云图如下图7和图8所示。
图7
Mises应力云图的剖面图如下图9所示。
ANSYS轴承座静力学分析解读
3）执行体相加操作：Main
Menu>preprocess>modeling>Operate>Booleans>Add>Vlumes命令，弹出对话框。点击pick all按钮。
4）重复步骤2）生成圆柱体2，并进行体相减操作：Main Menu >preprocess>modeli ng>>Operate>Boolea ns>Subtract>Vumes，弹出对话框，拾取原几何体点击apply按钮，然后拾取圆柱体2,点击OK按钮，体相减操作后的结果如图2-4所示。
Ps,为它他们的大小分别式（1）和式⑵ 计算。3.轴承座底部受约束（UY=0,底 座四个安装孔对称位移约束。
Pa=（1000十本人学号后2位）Pa（1）
巳二（5000本人学号后3位）Pa（2）
第
本实验过程需要用到的的软件是ANSYS通过建模，网格划分，加载和约束等步
骤，对轴承座坐静力学仿真
2.1实体建模
ANSYS公司于1996年2月在北京开设了第一个驻华办事机构， 短短几年的 时间里发展到北京、上海、成都等多个办事处。ANSYS软件与中国压力容器标
准化技术委员会合作，在1996年开发了符合中国JB4732-95国家标准的中国压 力容器版。作为ANSYS集团用户的铁路机车车辆总公司，在其机车提速的研制 中，ANSYS软件已经开始发挥作用。
图2-4
汪赢墟工斷
JIANGSU UNIVERSITYOF
TECHNOLOGY
本科毕业设计
（论文）
轴承座的实体建模及静力学仿真分析
学院名称：
机械工程学院
专业：
车辆工程
班级：
10车辆1W
轴承座的静力学分析
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 (1000 psi.)向下作用力 (5000 psi.)实体建模EX1：轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及后处理练习目的：创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接，模型体素的合并，基本网格划分。
基本加载、求解及后处理。
问题描述：1.1 进入ANSYS ，定义工作名和文件名 File →change jobname :zhouchengzhizuo →OK ；File →change title ：jinglixue →OK 1.2设置计算类型ANSYS Main Menu : Preferences →select Structural → OK 1.3选择单元类型ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element T ype →Add/Edit/Delete… →Add… →select solid 92 →OK (back to Element T ypes window) →Close (the Element T ype window) 1.4定义材料参数ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →inputEX:2.1e11, PRXY:0.3 → OKMaterial →exit1.5生成几何模型⑴. 创建机座模型生成长方体Main Menu：Preprocessor→Create→Block→By Dimensions→输入x1=0,x2=3, y1=0,y2=1, z1=0,z2=3→OK平移并旋转工作平面Utility Menu→WorkPlane→Offset WP b y Increments→X,Y,Z Offsets 输入2.25,1.25,0.75 →Apply→XY，YZ，ZX Angles输入0，－90点击OK。
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南昌航空大学实验报告
课程名称：CAD/CAE软件应用实验名称：轴承座的静力分析
指导老师评定：签名：
（一）实验目的：
掌握创建实体的方法，工作平面的平移及旋转，布尔运算（相减、粘接、搭接），模型体素的合并，基本网格划分、基本加载、求解及后处理。
（二）实验要求：
1.了解ANSYS的单元类型以及如何选择单元类型。
2.了解ANSYS分网的几种方法，并应用不同方法进行网格划分。
3.轴承座的实体建模、网格划分、加载、求解及其后处理。
（三）实验内容：
/PREP7
BLOCK,0,3,0,1,0,3,
wpoff,2.25,1.25,0.75
wprot,0,-90
CYL4, , ,0.75/2, , , ,-1.5 FLST,3,1,6,ORDE,1
FITEM,3,2
VGEN,2,P51X, , , , ,1.5, ,0 FLST,3,2,6,ORDE,2
FITEM,3,2
FITEM,3,-3
VSBV, 1,P51X WPCSYS,-1,0 WPSTYLE,,,,,,,,0
BLC4,0,1,1.5,1.75,0.75 KWPAVE, 16
CYL4,0,0,0,0,1.5,90,-0.75 CYL4,0,0,1, , , ,-0.1875
CYL4,0,0,0.85, , , ,-2 FLST,2,2,6,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,-2
VSBV,P51X, 3 FLST,2,2,6,ORDE,2
FITEM,2,6
FITEM,2,-7
VSBV,P51X, 5 NUMMRG,KP, , , ,LOW KBETW,7,8,0,RATI,0.5, FLST,2,3,3 FITEM,2,14
FITEM,2,15
FITEM,2,9
A,P51X
VOFFST,3,-0.15, ,
WPSTYLE,,,,,,,,0
FLST,3,4,6,ORDE,2
FITEM,3,1
FITEM,3,-4
VSYMM,X,P51X, , , ,0,0
FLST,2,8,6,ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2,-8
VGLUE,P51X
ET,1,SOLID187
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,30e6
MPDATA,PRXY,1,,
SMRT,6
MSHAPE,1,3D
MSHKEY,0
FLST,5,8,6,ORDE,4
FITEM,5,3
FITEM,5,7
FITEM,5,9
FITEM,5,-14
CM,_Y,VOLU
VSEL, , , ,P51X
CM,_Y1,VOLU
CHKMSH,'VOLU'
CMSEL,S,_Y
VMESH,_Y1
CMDELE,_Y
CMDELE,_Y1
CMDELE,_Y2
FINISH
/SOL
FLST,2,8,5,ORDE,6
FITEM,2,15
FITEM,2,-18
FITEM,2,53
FITEM,2,55
FITEM,2,57
FITEM,2,-58
DA,P51X,SYMM
FLST,2,6,4,ORDE,6
FITEM,2,4
FITEM,2,-5
FITEM,2,10
FITEM,2,113
FITEM,2,151
FITEM,2,153
/GO
DL,P51X, ,UY,
FLST,2,4,5,ORDE,4
FITEM,2,9
FITEM,2,22
FITEM,2,68
FITEM,2,75
/GO
SFA,P51X,1,PRES,1000 FLST,2,2,5,ORDE,2 FITEM,2,36
FITEM,2,76
/GO
SFA,P51X,1,PRES,5000 SOLVE
FINISH /POST1
/EFACET,1
PLNSOL, S,EQV, 0,1.0
/DIST,1,1.08222638492,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,0.924021086472,1
/REP,FAST
/DIST,1,1.08222638492,1
/REP,FAST
/TITLE,肖曾 12061210
PLNSOL,S,EQV
ANCNTR,10,0.5
（四）实验结果：
（五）实验总结：
通过本次实验，我深深的感受到了科技的强大魅力，人类智慧的无穷。
开发ANSYS软件的人太厉害了，这是一个非常强大的软件，可以设计出很多物件。
唯一令人不悦的地方就是它全是英文，这对于母语不是英文的人来说是非常不方便的，很多指令都不是很熟悉。
呵呵，这算不算是一种文化侵略呢，让我们不知不觉中习惯于使用英语，也许若干年后，中文就变成我们的第二语言了。
因此，我国的优秀人才应该用中文开发出类似的软件，以壮我国威。
这是第二次使用了，很多指令熟悉了许多，在老师的敦敦指导下，我顺利地完成了实验。
总之，这次实验我学到了很多，殷切期待下次实验的到来。