Ansys 结构 元案例分析 轴承支座
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。
ANSYS-轴承座 (3-D实体结构) 有限元分析
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。
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。
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。
【精品】轴承支座的模态分析正
资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除有限元ANSYS上机实验报告学院：机械工程学院班级:09机设姓名：郭志良学号：2009111145指导老师：胡开群实验名称：轴承支座的模态分析资料内容仅供您学习参考，如有不当之处，请联系改正或者删除目录1、实验目的2、实验原理3、实验仪器设备4、实验内容5、实验报告6、实验体会一、实验目的1、巩固有限元分析的基本原理和基本方法;2、掌握ANSYS软件的基本操作;3、掌握利用ANSYS软件进行轴承支座模态分析的基本操作；4、结合有限元课程对ANSYS分析结果进行正确评价。
二、实验原理利用ANSYS进行有限元结构动力学模态分析。
三、实验仪器设备1、安装windowsXP的微机；2、ANSYS10.0软件.四、实验内容与步骤1、熟悉ANSYS的界面和分析步骤；2、掌握ANSYS前处理方法，包括建模、单元设置、网格划分和约束设置；3、掌握ANSYS求解和后处理的一般方法；4、实际应用ANSYS软件对轴承支座结构进行动力学模态分析。
五、实验报告1、实验题目：建立下图所示的三维轴承支座模型,已知支座的弹性模量E=210GPa，泊松比为0。
3，密度ρ=7。
9 103kg/m3，用ANSYS软件求出其前10阶自由模态。
2、叙述有限元的分析步骤:a)定义单元类型b)定义材料属性c)创建几何模型1)建立底座2)建立中间轴承套所在的矩形块3)建立右支架➢移动工作平面➢建立右支架4)建立左支架➢移动工作平面➢建立右支架左右支架的建立5)建立半圆槽建立轴体体相减得到槽体6)定义左右支架的支架孔➢利用局部坐标系，移动工作平面●建立局部坐标系●将工作平面移动到上面定义的局部坐标系➢建立圆柱体,相减成孔●建立圆柱体相减成孔7)定义底面的孔●工作平面移动到全局坐标系●平移坐标系●旋转工作平面➢建立圆柱体，相减成孔●建立圆柱体8)相减成孔9)定义左右支架的倒角➢转换坐标系➢建立四个关键点➢建立面➢用面分割体➢删除多余体10)将所有体粘接为整体11)划分网格12)选择分析类型13)设定拓展模态结束14)施加载荷15)求解16)一般后处理器➢查看结果摘要➢查看各阶振型●读取载荷步●查看振型图3、实验结果1)查看结果摘要（附上实验分析结果图）2)查看振型图（附上实验分析结果图）第7阶振型第8阶振型“ResultFile ”对话框结果摘要第9阶振型第10阶振型六、实验体会本次实验所做的两个有限元的应用实例，虽然是最浅显易懂的，但是经过上机的实验操作，对有限元处理问题的大概思路有了新的体会——虽然具体的算法还是觉得云里雾里的，不过我认为，这至少为我们提供了一个大体的思路和感性的认识，当以后需要进一步深入掌握这种方法的时候，这些思路和认识可以为我们提供很多帮助，而让我们对这种方法不会感到陌生和不知如何下手。
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。
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。
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
1
1
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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的轴承座结构分析
ansys 有限元分析考核大作业—轴承座结构分析袁帅 059054032 车辆工程051按如图尺寸建立轴承座的实体模型（因结构和载荷的对称性，只建立了一模型），尽量采用六面体划分轴承座的单元，轴承座在下半孔面上作用径向压力P 1，75.0*01P P = ，式中rbr πF P 20=（F r 为径向合力，r 为轴承半径，b 为轴承孔厚度），轴向均布压力载荷P 2，022.0P P =，径向合力F r 取值：12*1000N 。
要求按小论文格式写：1. 建模过程。
2. 网格划分。
简单叙述网格划分过程，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。
详细叙述载荷计算过程、加载部位和加载过程，需附图；4. 计算结果。
列出来米塞斯等效应力、第一主应力和变形图，并进行强度分析；5. 学习体会。
结合上课和上机情况，谈谈对所学内容的体会。
有限元分析考核大作业—基于ANSYS的轴承座结构分析山东矿业学院喜Confident /lfengxi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。
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。
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
基于INVENTOR和ANSYS的重型滚筒轴承座有限元分析
基于INVENTOR和ANSYS的重型滚筒轴承座有限元分析摘要：运用三维设计软件Inventor，建立输送机重型滚筒轴承座三维模型，利用Inventor中ANSYS有限元分析模块，通过对轴承座进行强度和变形分析，得到应力分布图、位移信息，找到轴承座应力最大区域。
通过对轴承座的有限元分析，为滚筒轴承座优化设计提供理论依据。
关键词：Inventor ANSYS 重型滚筒轴承座有限元分析1.引言轴承座作为滚筒的重要组成部分，主要是用来支撑滚筒轴和载荷的传递，这就要求轴承座必须具备良好的力学性能和制造工艺的经济性。
近年来，由于输送机行业的飞速发展，与之相应的非标重型滚筒轴承座的种类越来越多，结构越来越复杂，在使用过程中对强度和刚度要求越来越高。
本文的主要任务是对重型滚筒轴承座进行应力分析和刚度分析，通过对轴承座的应力分析，得到相应的应力分布图，并且找到轴承座应力最薄弱的区域，从而对轴承座优化设计提供参考依据。
目前国内做有限元分析主要是运用ANSYS软件，Autodesk Inventor Professional软件提供的有限元分析模块式调用了ANSYS软件的网格划分和数字计算的内核技术。
这个集成在Inventor中的有限元分析模块（Stress Analysis），可以在机械零件、钢结构或者钣金环境中使用，添加工况、计算应力应变、估算安全系数和频率特性等。
2.轴承座有限元模型的建立轴承座是一种输送机行业常用的系列化产品，标准轴承座有标准图纸，而非标准的重型轴承座需要重新设计。
应用Inventor软件，采用参数化建模，模型具有可变性，可以重复使用。
根据不同的载荷，改动下模型就能生成系列化产品，实现模块化设计，提高设计工作效率。
基于这种设计思想，结合Inventor软件强大的建模功能，来建立轴承座的三维模型。
另外还可以利用Inventor软件的渲染功能对轴承座模型进行色彩、材质、纹理等处理，增强模型的真实感。
Ansys-结构有限元案例分析报告-轴承支座
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。
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。
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
【精品完整版】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 ，ANSYS1 引言 (1)2 ANSYS概述和分析步骤 (1)2.1 概述 (1)2.1.1 ANSYS简介 (1)2.1.2 ANSYS主要的应用的领域 (1)2.1.3 ANSYS的主要功能 (2)2.1.4 ANSYS提供的分析类型 (2)2.1.5 ANSYS的操作界面 (3)2.2 ANSYS分析步骤 (4)2.2.1 创建有限元模型 (4)2.2.2 施加载荷进行求解 (4)2.2.3. 后处理 (5)3 轴承座的实体建模 (5)3.1 建立模型的典型步骤 (6)3.2 轴承座建模 (6)4 轴承座的模态分析 (11)4.1 模态分析理论及分析过程 (11)4.2 模态分析步骤 (11)4.2.1指定分析标题并设臵分析范畴 (11)4.2.2定义单元类型 (11)4.2.3 划分网格 (12)4.2.4 进入求解器并指定分析类型和选项 (12)4.2.5 施加边界条件 (13)4.2.6执行求解 (13)4.2.7 列出固有频率 (13)4.2.8查看模态形状 (13)4.2.9模态分析结果 (15)5结论 (15)6 总结 (15)致谢 (17)参考文献 (18)1 引言随着现代机械设计要求的日益提高，将有限元法运用于机械设计和机械运动分析成为必然的趋势，主要体现在：传统机械设计耗费工时，设计周期长，产品成本较高。
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。
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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
• 施加约束； • 施加载荷； • 设置输出控制项；
4、加载求解
1、在底部施加约束，固定支座：
4、加载求解
2、在螺栓孔施加约束，固定孔：
4、加载求解
3、在对应面上定义轴向载荷，2x104psi ：
4、加载求解
4、在轴承孔上定义轴向载荷，105psi ：
5、设置用箭头来显示力：
4、加载求解
6、设置输出控制项：
2
2、定义材料属性
3、划分网格
2、定义材料属性
3、划分网格
2、定义材料属性
3、划分网格
3、设置尺寸单元
3、划分网格开始划分ຫໍສະໝຸດ 3、划分网格开始划分
3、划分网格
划分完成
3、划分网格
共划分282868个单元，其中有10个单元形状不好,但在允许范围内，不影响后续分析；
3、划分网格
4、加载求解
2、支座建模
体删除：Preprocessor-Modeling-Delete-Volumes and Below
2、支座建模
通过关键点建面：Preprocessor-Modeling-Create-Areas-Arbitrary-Through KPs
2、支座建模
2、支座建模
体分离：Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Divide-Volumes by Areas
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
Ansys-结构有限元案例分析
1、案例介绍 2、支座建模 3、划分网格 4、加载求解 5、查看结果 6、总结
工程热物理 AAAA
2016-10-26
1、案例介绍
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 向力2x104psi、径向力105psi的作用，支 座尺寸如图，对其进行静力学分析;
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
支座材料属性：弹性模量 E=1.48x1011pa，泊松比μ=0.31;
1、案例介绍
2、支座建模
2、支座建模
2、支座建模
2、支座建模
建模：Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-By Dimension
2、支座建模
移动坐标：Workplane-Offset WP by Increments
2、支座建模
建模：Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-By Dimension
2、支座建模
体相减：Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Subtract-Volumes
2、支座建模
倒角：Preprocessor-Modeling-Create-Area-Area Fillet
2、支座建模
体相减：Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Subtract-Volumes
2、支座建模
建模：Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-By Dimension
2、支座建模
建模：Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-By Dimension
Plot Result X方向节点位移云图
Y方向节点位移云图
Z方向节点位移云图
5、查看结果
5、查看结果
查看力和位移
Total strain
List Result
KP stress
Reaction Solution
Von mises stress
5、查看结果
6、总结
1、Ansys是大型权威的有限元分析软件，对零基础的同学相当难学； 2、找书按实例一步步操作，先不要追求高深，把基本命令操作熟练； 3、多查资料，包括软件操作、单元选择、材料属性等； 4、加强自己建模能力，有意识地加强自己建模思想和技巧； 5、会遇到很多问题，耐心解决，不要急躁。问题遇到的越多，解决
2、支座建模
体删除：Preprocessor-Modeling-Delete-Volumes and Below
3、划分网格
• 定义单元类型； • 定义材料属性； • 设置单元尺寸；
1、定义单元类型
3、划分网格
1、定义单元类型
3、划分网格
1、定义单元类型
3、划分网格
2、定义材料属性 1
3、划分网格
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
2、支座建模
建模：Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Cylinder-Solid Cylinder
2、支座建模
体删除：Preprocessor-Modeling-Delete-Volumes and Below
2、支座建模
通过关键点定位工作面：Workplane-Offset WP to Keypoints
2、支座建模
建模：Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-By Dimension
2、支座建模
体删除：Preprocessor-Modeling-Delete-Volumes and Below
2、支座建模
建模：Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Cylinder-Hollow Cylinder
2、支座建模
体搭接：Preprocessor-Modeling-Operate-Booleans-Overlap-Volumes-Pick All