轴承座分析
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（5）生成一个圆柱孔 激活工作平面 旋转工作平面：Workplane>Offset by increments，在”XY，YZ，ZX Angles”下面的 输入栏中输入”0，－90“,工作平面的”WZ”将指 向上方； 生成一个圆柱体：Create>Cylinder>Solid Cylinder，出现一个对话框，输入WP X=2.375 Cylinder WP WP Y=0，Radius＝0.45，Depth＝2.6(注：>2.5) 体相减 得到的3D几何模型如图所示 另存盘为：Save as “Wheel_Anal_3D”
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面叠分布尔操作Overlap，Pick All
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线倒角，生成由倒角线围成的面 生成弧线的中心关键点（共两 个）： X=3.5,Y=0.475 X=3.5,Y=3.505 生成圆弧线(如图所示） Arc>By End Kps&Rad R=0.35 生成由圆弧线围成的面（共两处） 面相加（Pick All） 线相加以减少线的数量（可不 作）：L17＋L12＋L13；L22＋L10 ＋L20
3）对划分网格的连接处进行网格转换。即将20节点的四面体 自由网格转换为10节点四面体网格，以减 六面体单元（Solid95)，它可以进行映射网格划分，同时也可 以变成20节点的四面体网格进行自由网格划分。因此能够实现 不同网格形状的连接。 4 4）对划分网格的连接处进行网格转换。即将20节点的四面体 20 自由网格转换为10节点四面体网格，以减少解题规模。 5）施加对称约束和角加速度。 6）求解分析。 7）显示结果。
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(8)浏览分析结果 浏览Von Mises应力：General postProc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu，弹出对话框， 在Item to be contoured后面左栏选择Stress，右栏 选择Von Mises SEQV，单击OK。结果如图所示。 周向扩展浏览 1）将工作平面平移到全局直角坐标系的原点，并 在此工作平面的原点上定义局部柱坐标系；
实例2:轴承座分析
如图所示轴承座结 构，尺寸单位为mm。已 知沉孔径向内柱面承受 外推压力0.0069MPa， 轴承孔柱面下部分承受 向下压力0.0345MPa， 计算轴承的最大应力及 其位置。
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分析：
约束方式： 四个通孔为轴承座安装固定孔，必须给予对称约束； 除此之外，还必须限制轴承座垂直方向的移动，避免该方 向的刚体位移。 1. 几何建模
注：这两个截面上的约束实际上是斜约束，即与总体坐 标系成角度，因此无法用诸如UX，UY..等来表示，只能 通过对称约束实现
2）在关键点1上施加UY＝0的约束，原因是防止计算误差导致轴向合力近似 ＝0，而这一较小的轴向力将造成Y向刚体位移。因此只要约束一个角点就足 够了。
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3）施加旋转角速度： Apply>Structural>Intertia>Angular Veloc >Global，在弹出的对话框OMEGY框中输 入525 4）保存：Save As “Wheel_Anal_Load” 5)开始求解运算 Solution>Solve>Current LS
2）绕局部坐标柱系的Z轴（轴向）扩展结果： Utility>PlotCtrls>Style>Symmetry Expansion>User Specified Expansion 在对话框中分别输入和选择：NREPEAT＝16， TYPE＝Local Polar PATTERN＝Alternate Symm，DY＝22.5
GUI操作方式
（1）定义工作名”Wheel_Anal“和工作标题”The Stress calculating of Wheel by angular velocity” （2）定义单元类型和材料属性 选择Structural Solid类型的Brick 20node 95两种单元； 材料属性：在EX框输入30e6，PRXY框输入0.3，DENS框输入0.00073 （3）建立2D模型（如下页所示） [Main Menu]Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimension 生成左边矩形面：X1＝1.0,X2＝1.5，Y1＝0,Y2=5.0 生成右边矩形面：X1＝3.25,X2＝3.75，Y1＝0.5,Y2=3.75 生成中间矩形面：X1＝1.0,X2＝3.75，Y1＝1.75,Y2=2.5
设置单元尺寸：用Mesh Tool工具，单击Gloabal上的 Set，输入Size＝0.25 采用映射网格生成单元：在MeshTool工具条下的 “Shape”下选择”Hex”六面体网格类型和“Mapped”映 射生成方式，单击Mesh，拾取V1，V2，V3，V5。生成 的网格单元如下图所示。 采用自由网格划分单元：在MeshTool工具条上，选择 Shape下的“Tet”四面体网格类型和“Free”自由网格生 成方式，单击Mesh，拾取V6，则完成自由网格划分。 注：20节点六面体网格到10节点四面体网格之间的连接，必须在会合面上 通过五面体（20节点的退化形式）过渡，即20节点六面体－>20节点五面 体－>20节点四面体，退化是通过节点重合实现的。 转变的单元类型：Meshing>Modify Mesh>Change Tets， 出现一个对话框，在“Change from”后面的框中选择”95 to 92”。即20 节点95退化四面体单元转换成10节点四面体单元。以降低求解规模。
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显示单元的过渡区域：通过建立选择集 来局部观察，Utility>Select>Entities 弹出对话框，选择Elements和By Element name，输入Soli95，再显示单元 Utility>plot>Element，得到如图左上所示 图形； 再选择全部实体Utility>Select>Everything, Utility>Select>Entities 弹出对话框，选择Elements和By Element name，输入Soli92，再显示单元 Utility>plot>Element，得到如图左下所示 图形； 可以清楚看到，六面体单元到四面体单元 通过连接边界面附近的五面体单元过渡而 成。 保存单元网格数据：
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（6）生成网格 平移工作平面到关键点9上。用工作平面切分体：Operate>Divide>Volu by WrkPlane，拾取“Pick All”。显示体 平移工作平面到关键点14上。用工作平面切分体：Operate>Divide>Volu by WrkPlane，拾取下部分体（编号为V4）。关闭工作平面 2011-5-27 10 结果如上图所示
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压缩编号操作，并重新显示线 保存结果数据：存为Wheel_Anal_2D （4）通过拖拉生成3D模型 生成轴线的关键点： (0,0)---(0,5) 2D拖拉成3D Preprocessor>Modeling>Operate>Extru de>About Axis 在Arc length in degree框中输入22.5度， 输入NSEG＝1，即生成的实体由一块体 积组成 关闭线号显示 改变视图方向：ISO 结果如下页所示。
（1）建立底座：Volumes>Block>By Dimension
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[实例3]轮子分析
轮子二维结构如图所示（尺寸单位为英寸），现要分析该 轮仅承受绕其中心轴旋转角速度的作用下，轮的受力及其变形 情况。 已知角速度：w=525rad/s, 材料属性： 弹性模量E＝30×106psi 泊松比为0.3 密度为0.000731bf-2/in4
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思路分析： 这是一个空间问题的静力学分析，由于结构的 复杂性，不能采用由2D网格拖拉生成3D网格的方式， 宜采用自由网格和映射网格相结合的网格生成方式， 根据该轮的对称性，在分析式只要分析其中的一部 分即可。
1）先建立三维几何模型； 2）根据三维模型的特点，对三维模型进行分割，使其中一部 分模型能够采用映射网格方式划分，其余部分则可以用自由 网格划分。因此必须选用20节点六面体单元（Solid95)，它可 以进行映射网格划分，同时也可以变成20节点的四面体网格 进行自由网格划分。因此能够实现不同网格形状的连接。 4 2011-5-27
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save as”Wheel_Anal_Mesh”
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（7）施加载荷并求解 1）在面上施加对称约束：由于图中截面 （A1+A39+A7+A20+A40+A27）及其反面 （A15＋A41＋A3＋A34＋A41）均不能沿面的 法向移动，面也不能沿两个方向摆动，因此应对 这两个面施加对称约束。 …..Displacement>Symmetry B.C.>On Areas 在弹出的对话框中输入1,39,7,20,40,27，单击 Apply，再输入15，21，3，34，41,单击OK
（5）生成一个圆柱孔 激活工作平面 旋转工作平面：Workplane>Offset by increments，在”XY，YZ，ZX Angles”下面的 输入栏中输入”0，－90“,工作平面的”WZ”将指 向上方； 生成一个圆柱体：Create>Cylinder>Solid Cylinder，出现一个对话框，输入WP X=2.375 Cylinder WP WP Y=0，Radius＝0.45，Depth＝2.6(注：>2.5) 体相减 得到的3D几何模型如图所示 另存盘为：Save as “Wheel_Anal_3D”
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面叠分布尔操作Overlap，Pick All
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线倒角，生成由倒角线围成的面 生成弧线的中心关键点（共两 个）： X=3.5,Y=0.475 X=3.5,Y=3.505 生成圆弧线(如图所示） Arc>By End Kps&Rad R=0.35 生成由圆弧线围成的面（共两处） 面相加（Pick All） 线相加以减少线的数量（可不 作）：L17＋L12＋L13；L22＋L10 ＋L20
3）对划分网格的连接处进行网格转换。即将20节点的四面体 自由网格转换为10节点四面体网格，以减 六面体单元（Solid95)，它可以进行映射网格划分，同时也可 以变成20节点的四面体网格进行自由网格划分。因此能够实现 不同网格形状的连接。 4 4）对划分网格的连接处进行网格转换。即将20节点的四面体 20 自由网格转换为10节点四面体网格，以减少解题规模。 5）施加对称约束和角加速度。 6）求解分析。 7）显示结果。
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(8)浏览分析结果 浏览Von Mises应力：General postProc>Plot Results>Contour Plot>Nodal Solu，弹出对话框， 在Item to be contoured后面左栏选择Stress，右栏 选择Von Mises SEQV，单击OK。结果如图所示。 周向扩展浏览 1）将工作平面平移到全局直角坐标系的原点，并 在此工作平面的原点上定义局部柱坐标系；
实例2:轴承座分析
如图所示轴承座结 构，尺寸单位为mm。已 知沉孔径向内柱面承受 外推压力0.0069MPa， 轴承孔柱面下部分承受 向下压力0.0345MPa， 计算轴承的最大应力及 其位置。
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分析：
约束方式： 四个通孔为轴承座安装固定孔，必须给予对称约束； 除此之外，还必须限制轴承座垂直方向的移动，避免该方 向的刚体位移。 1. 几何建模
注：这两个截面上的约束实际上是斜约束，即与总体坐 标系成角度，因此无法用诸如UX，UY..等来表示，只能 通过对称约束实现
2）在关键点1上施加UY＝0的约束，原因是防止计算误差导致轴向合力近似 ＝0，而这一较小的轴向力将造成Y向刚体位移。因此只要约束一个角点就足 够了。
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3）施加旋转角速度： Apply>Structural>Intertia>Angular Veloc >Global，在弹出的对话框OMEGY框中输 入525 4）保存：Save As “Wheel_Anal_Load” 5)开始求解运算 Solution>Solve>Current LS
2）绕局部坐标柱系的Z轴（轴向）扩展结果： Utility>PlotCtrls>Style>Symmetry Expansion>User Specified Expansion 在对话框中分别输入和选择：NREPEAT＝16， TYPE＝Local Polar PATTERN＝Alternate Symm，DY＝22.5
GUI操作方式
（1）定义工作名”Wheel_Anal“和工作标题”The Stress calculating of Wheel by angular velocity” （2）定义单元类型和材料属性 选择Structural Solid类型的Brick 20node 95两种单元； 材料属性：在EX框输入30e6，PRXY框输入0.3，DENS框输入0.00073 （3）建立2D模型（如下页所示） [Main Menu]Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle>By Dimension 生成左边矩形面：X1＝1.0,X2＝1.5，Y1＝0,Y2=5.0 生成右边矩形面：X1＝3.25,X2＝3.75，Y1＝0.5,Y2=3.75 生成中间矩形面：X1＝1.0,X2＝3.75，Y1＝1.75,Y2=2.5
设置单元尺寸：用Mesh Tool工具，单击Gloabal上的 Set，输入Size＝0.25 采用映射网格生成单元：在MeshTool工具条下的 “Shape”下选择”Hex”六面体网格类型和“Mapped”映 射生成方式，单击Mesh，拾取V1，V2，V3，V5。生成 的网格单元如下图所示。 采用自由网格划分单元：在MeshTool工具条上，选择 Shape下的“Tet”四面体网格类型和“Free”自由网格生 成方式，单击Mesh，拾取V6，则完成自由网格划分。 注：20节点六面体网格到10节点四面体网格之间的连接，必须在会合面上 通过五面体（20节点的退化形式）过渡，即20节点六面体－>20节点五面 体－>20节点四面体，退化是通过节点重合实现的。 转变的单元类型：Meshing>Modify Mesh>Change Tets， 出现一个对话框，在“Change from”后面的框中选择”95 to 92”。即20 节点95退化四面体单元转换成10节点四面体单元。以降低求解规模。
2Fra Baidu bibliotek11-5-27 11
显示单元的过渡区域：通过建立选择集 来局部观察，Utility>Select>Entities 弹出对话框，选择Elements和By Element name，输入Soli95，再显示单元 Utility>plot>Element，得到如图左上所示 图形； 再选择全部实体Utility>Select>Everything, Utility>Select>Entities 弹出对话框，选择Elements和By Element name，输入Soli92，再显示单元 Utility>plot>Element，得到如图左下所示 图形； 可以清楚看到，六面体单元到四面体单元 通过连接边界面附近的五面体单元过渡而 成。 保存单元网格数据：
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（6）生成网格 平移工作平面到关键点9上。用工作平面切分体：Operate>Divide>Volu by WrkPlane，拾取“Pick All”。显示体 平移工作平面到关键点14上。用工作平面切分体：Operate>Divide>Volu by WrkPlane，拾取下部分体（编号为V4）。关闭工作平面 2011-5-27 10 结果如上图所示
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压缩编号操作，并重新显示线 保存结果数据：存为Wheel_Anal_2D （4）通过拖拉生成3D模型 生成轴线的关键点： (0,0)---(0,5) 2D拖拉成3D Preprocessor>Modeling>Operate>Extru de>About Axis 在Arc length in degree框中输入22.5度， 输入NSEG＝1，即生成的实体由一块体 积组成 关闭线号显示 改变视图方向：ISO 结果如下页所示。
（1）建立底座：Volumes>Block>By Dimension
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[实例3]轮子分析
轮子二维结构如图所示（尺寸单位为英寸），现要分析该 轮仅承受绕其中心轴旋转角速度的作用下，轮的受力及其变形 情况。 已知角速度：w=525rad/s, 材料属性： 弹性模量E＝30×106psi 泊松比为0.3 密度为0.000731bf-2/in4
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思路分析： 这是一个空间问题的静力学分析，由于结构的 复杂性，不能采用由2D网格拖拉生成3D网格的方式， 宜采用自由网格和映射网格相结合的网格生成方式， 根据该轮的对称性，在分析式只要分析其中的一部 分即可。
1）先建立三维几何模型； 2）根据三维模型的特点，对三维模型进行分割，使其中一部 分模型能够采用映射网格方式划分，其余部分则可以用自由 网格划分。因此必须选用20节点六面体单元（Solid95)，它可 以进行映射网格划分，同时也可以变成20节点的四面体网格 进行自由网格划分。因此能够实现不同网格形状的连接。 4 2011-5-27
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（7）施加载荷并求解 1）在面上施加对称约束：由于图中截面 （A1+A39+A7+A20+A40+A27）及其反面 （A15＋A41＋A3＋A34＋A41）均不能沿面的 法向移动，面也不能沿两个方向摆动，因此应对 这两个面施加对称约束。 …..Displacement>Symmetry B.C.>On Areas 在弹出的对话框中输入1,39,7,20,40,27，单击 Apply，再输入15，21，3，34，41,单击OK