轴承座的有限元分析

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轴承座有限元法分析报告与建模

有限元法分析与建模课程设计报告学院：机械与电子工程学院专业：机械设计制造与其自动化指导教师：X建树、王洪新、林华、周小超、X昌春学生：葛睿学号：2012011309摘要本文用ANSYS建立轴承座的三维模型，并运用ANSYS强大的有限元分析和优化功能来实现轴承座的分析。

ANSYS 是一款极其强大的有限元分析软件。

通过数据接口，ANSYS 可以方便的实现从CAD 软件中导入实体模型。

因此，将Pro/E 强大的建模功能与ANSYS 优越的有限元分析功能结合在一起可以极大地满足设计者在设计过程中对建模与分析的需求。

关键词：轴承座，有限元，ANSYS目录第一章引言 (2)有限元法与其根本思想 (2)1.2 问题描述 (3)第二章轴承座有限元分析的准备工作 (3)建模过程与思路 (3)设置单元类型 (4)定义材料属性 (4)轴承座三维实体建模 (5)创建基座模型 (5)创建轴瓦支架的下部 (15)创建轴瓦支架的上部 (17)创建 (24)构建轴承座整体 (32)创建网格 (33)第三章有限元模型的前处理和求解 (35)定义分析类型 (35)约束４个安装孔 (35)约束基座底部Ｙ向位移 (36)在轴承孔圆周上施加推力载荷 (38)在轴承孔的下半局部施加径向压力载荷 (39)求解 (41)第四章有限元模型的后处理和结果分析 (42)绘制轴承座的变形形状 (42)绘制轴承座位移分布等值线图 (44)查看轴承座各节点位移 (45)绘制轴承座应力分布等值线图 (46)查看轴承座节点最大应力 (47)总结 (49)参考文献 (49)第一章引言有限元方法就是把一个原来是连续的物体剖分成有限的单元，且它们相互连接在有限的节点上，承受等效的节点载荷，并根据平衡条件在进展分析，然后根据变形协调条件把这些单元重新组合起来，成为一个组合体，在综合求解。

由于单元的个数有限，节点的个数也有限，所以这种方法称为有限元法。

有限元法解决问题是物理模型的近似，而数学上不做近似处理。

有限元轴承分析报告

轴模型有限元分析1101040431 车辆11-2 徐贞宇1、摘要本报告典型介绍了如何利用有限元分析工具workbench模拟部件受外力时变形及应力的详细过程，通过有限元分析可获得各种参数进而指导实践中设计的优化。

通过本文，我们对有限元法在现代工程结构设计中的作用、使用方法有个初步的认识。

2、背景意义该论文所分析的轴是固定轴承时所用的轴，这是一种常见的结构。

它的作用主要有两个：第一，约束轴承位置，保证轴承工作的稳定；第二，轴通过键与轴承链接来传递动力。

因此，无论从哪个方面来说，保证轴的稳定和受力平衡至关重，否则它就容易损坏。

为此，我们需要对该轴进行有限元分析，以此来确定轴的受力情况，从而进行合理的设计。

该轴的受力比较简单，主要是轴承通过键施加给轴力。

其结构如下：3、零件建模通过workbench的建模功能可以根据条件建模如图所示：4、零件参数及载荷4.1参数零件材料的各种参数如下：TABLE 21Structural Steel > Isotropic ElasticityTemperatureCYoung'sModulusPaPoisson'sRatioBulk ModulusPaShearModulus Pa 2.e+011 0.3 1.6667e+011 7.6923e+0104.2负荷零件材料的负荷为：只考虑作用到键侧面的力，左边键载荷6000N,右边键上载荷3000N。

在软件中的定义为：LoadsObject Name CylindricalSupportCylindricalSupport 3Force Force 2FixedSupportState Fully DefinedScopeScopingMethodGeometry Selection Geometry 1 FaceDefinitionType Cylindrical Support ForceFixed SupportRadial FixedAxial FreeTangential FreeSuppressed NoDefine By VectorMagnitude -6000. N(ramped)-3000. N(ramped)Direction Defined5、有限元分析5.1划分网格定义材料属性，进行网格划分。

基于有限元法的滑动轴承座静动态特性分析

动轴承座的三维实体模型，导入ＡＮＳＹＳ中，通过有限元方法对结构进行静态分析，得出应力云图、位移云图；通过模态
分析，得出结构的固有频率和五阶振型，并根据分析结果提出一种改进措施，对改进前后的结构进行分析对比，改进方案具有更好的静、动态特性。关键词：滑动轴承座；有限元法；模态分析；ＡＮＳＹＳ
ＢｅａｒｉｎｇＢｌｏｃｋＢａｓｅｄｏｎＡＮｓＹｓＬＵＺｈｅｎｇ— ｗｅｉ
（ＣｈｉｎａＨｕａｄｉａｎＬｏｇｉｓｔｉｃｓＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｊｉｉｎｇ１０００３１，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｄｅｓｉｇｎｔｈｅｓｌｉｄｅｂｅａｒｉｎｇｂｌｏｃｋｂｅｔｔｅｒ，ａｖｏｉｄｉｎｇｔｈｅａｂｒａｓｅａｎｄｖｉｂｒａｔｉｏｎｔｈａｔａｐｐｅｒｅａｄｏｎａｌｌｏｙｌａｙｅｒｏｆｔｈｅｓｌｉｄｅｂｅａｉｒｎｇｂｌｏｃｋ，ｕｓｉｎｇＰｒｏ／Ｅｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｅｎｔｉｔｙｍｏｄｅｌｏｆｔｈｅｓｌｉｄｅｂｅａｉｒｎｇｂｌｏｃｋａｎｄ

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。

轧机工作辊轴承座设计有限元分析

轧机工作辊轴承座设计有限元分析王宏岩①　甘伟　王哲　李涛　张栓（武钢日铁（武汉）镀锡板有限公司　湖北武汉４０００８３）摘　要　分析轧机工作辊轴承座在工作过程中与弯辊液压缸Ｔ型连杆接口端部以及轴承座承受弯辊力最薄壁厚处的应力分布及变形。

利用三维软件对分析对象进行三维建模，并运用通用有限元软件建立了有限元模型，分析了弯辊液压缸Ｔ型连杆接口部、轴承座钢板壁厚对轴承座受力变形的影响。

为轧机工作辊轴承座设计提供了理论依据。

关键词　有限元　轧机　轴承座　变形中图法分类号　ＴＧ３３３．１７文献标识码　ＢＤｏｉ：１０３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－１２６９２０２３０６０２１ＦＥＭＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＷｏｒｋＲｏｌｌＣｈｏｃｋｏｆＣｏｌｄＭｉｌｌＷａｎｇＨｏｎｇｙａｎ　ＧａｎＷｅｉ　ＷａｎｇＺｈｅ　ＬｉＴａｏ　ＺｈａｎｇＳｈｕａｎ（ＷＩＳＣＯＮＩＰＰＯＮＳＴＥＥＬＴｉｎｐｌａｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｗｕｈａｎ４０００８３）ＡＢＳＴＲＡＣＴ　ＩｎｏｒｄｅｒｔｏａｎａｌｙｚｅｔｈｅｓｔｒｅｓｓｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｗｏｒｋｒｏｌｌｃｈｏｃｋｓａｎｄｔｈｅＴｓｈａｐｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｒｏｄｏｆｔｈｅｒｏｌｌｂｅｎｄｉｎｇｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒａｎｄｔｈｅｔｈｉｎｎｅｓｔｐａｒｔｏｆｔｈｅｗｏｒｋｒｏｌｌｃｈｏｃｋｓｔｈｅｒｏｌｌｂｅｎｄｉｎｇｆｏｒｃｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｗｏｒｋｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｒｏｌｌｉｎｇｍｉｌｌ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｕｓｅｓｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｓｏｆｔｗａｒｅｔｏｃａｒｒｙｏｕｔｔｈｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｉｎｇｏｆｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｂｊｅｃｔ，ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｇｅｎｅｒａｌｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅＴｓｈａｐｅｄｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｒｏｄｉｎｔｅｒｆａｃｅｏｆｔｈｅｒｏｌｌｂｅｎｄｉｎｇｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒａｎｄｔｈｅｓｔｅｅｌｐｌａｔｅｗａｌｌｔｈｉｃｋＮｅｓｓｏｆｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｓｅａｔｏｎｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｓｅａｔ，Ｉｔｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｗｏｒｋｒｏｌｌｂｅａｒｉｎｇｓｅａｔｏｆｒｏｌｌｉｎｇｍｉｌｌ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ　Ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ　Ｃｏｌｄｍｉｌｌ　Ｗｏｒｋｒｏｌｌｃｈｏｃｋ　Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ１　前言随着冷轧带钢加工业的迅速发展，对成品带材的板形和尺寸的精确控制要求变得越来越高。

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SolidWorks Simulation的深沟球轴承有限元分析

基于SolidWorks Simulation的深沟球轴承有限元分析针对00系列的16001的深沟球轴承，运用SolidWorks Simulation插件对其进行有限元分析，得到了深沟球轴承在负载工况下的应力、应变、位移、疲劳云图。

标签：SolidWorksSimulation；有限元分析；深沟球轴承；疲劳分析引言SolidWorks是美国Solidworks公司推出一款三维机械设计软件，由于其性能优越、简单实用而成为三维机械设计的主流软件之一。

Simulation是集成在SolidWorks软件中的用于有限元分析的插件。

深沟球轴承在机械行业中应用十分广泛，基本都是由外圈、保持架、滚动体、内圈四个部分组成[1]。

深沟球轴承的设计极其复杂，传统的方法早就不能达到现代机械行业发展的要求。

利用SolidWorksSimulation插件对轴承进行设计分析，可以极大缩短设计周期，提高效率[2]。

1 深沟球轴承三维模型的建立1.1 轴承参数及工作环境由于工作需求，电机轴上选用型号为00系列16001的深沟球轴承，其参数如表1。

轴承承受径向载荷为400N，轴向载荷为300N，转速180r/min，工作环境温度为80℃。

表1 00系列16001轴承参数1.2 建立轴承模型建立轴承模型调用标准库或根据参数自行建模，由于SolidWorks中含有标准轴承库，分析模型直接调用。

单击“工具”菜单，并启动Toolbox。

Toolbox是SolidWorks的标准零件库插件，含有轴承、螺钉等各种标准零件，给设计和仿真带来了极大的便利。

直接从库中插入型号为16001深沟球轴承的标准模型，如图1。

2 仿真分析三维模型建成后，用SolidWorksSimulation对深沟球轴承三维模型进行应力、应变、位移和疲劳分析。

2.1 创建算例并指派材料启动Simulation插件，点击“算例顾问”并创建一个“新算例”，单击“静态分析类型”。

转子／轴承／轴承座系统动力学特性的三维有限元分析

ｔｈｅｍｏｅｌｄａｎａｌｙｓｉｓｄｏｎｅｏｎｔｈｅｓｙｓｔｅｓ．ａｍｎｄｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｃｉｎｅｓａｎｄｍｏｄｅｌｓｈａｐｅｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｅｎｈｔｅｈ
明：在模态分析中，轴承座实体模型系统包含了反映轴承座的变形的固有频率和振型；在碰摩力动力响应方面，该模型都更能体现出实际的碰摩特征，对机械故障诊断具有指导意义。
关键词：有限元；故障诊断；碰摩；模态分析；轴心轨迹中图分类号：ＴＨ１６；ＴＨ１３３．３文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）０９ — ０１４７ — ０４
（ｄ）部分轴心轨迹图图１０碰摩力Ｆ￣＝２００Ｎ，ＦＴ１０００Ｎ，两种考虑轴承座弹性的模型部分时间转子响应图
Ｆｉｇ．１０ＴｈｅＬｏｃａｌＲｅｓｐｏｎｓｅｏｆＲｏｔｏｒｏｆＴｗｏＢｅａｉｎｒｇＳｕｐｐｏｒｔＭｏｄｅｌａｔＲｕｂ — ＩｍｐａｃｔＦｏｒｃｅＦ．＝２００Ｎ，ＦＴＩＯＯＯＮ
（１．沈阳化工大学机械工程学院，辽宁沈阳１１０１４２；２．沈阳化工大学数理系，辽宁沈阳１１０１４２）
摘
要：将轴承座纳入整个系统进行分析，建立了一种转子一轴承一轴承座系统有限元模型。为准确考虑弹性轴承座

带式输送机轴承座的有限元分析

一
图１优化前的
一
图２优化后的
轴承座模型
轴承座模型
结构优化后轴承座质量为３４．７，与优化前的轴承座相比减小了近３１％。该轴承座底座借助连接螺栓孔周围的撑筋和附加材料，提高了强度，
ｈｏｌｅ，ａｎｄｔｈｅｓｔｒｅｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｈｅｔｃｏｎｔａｃｔａｒｅａｏｆｒｉｂｐｌａｔｅａｎｄｂｅａｉｔｎｇｈｏｕｓｉｎｇ．Ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｈｏｕｓｉｎｇｉｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｉｎ
ｐｅｆｏｒｍｅｒｄｆｏｒｉｔｓｍｏｄｅｌｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｂｙＡｎｓｙｓｓｏｆｔｗａｒｅ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｄｅｆｏｍａｒｔｉｏｎａｒｉ — ｓｉｎｇｆｒｏｍｈｅｔｂｅａｒｉｎｇｈｏｕｓｉｎｇｉｓｍａｉｎｌｙｏｎｕｐｐｅｒｐａｒｔ，ｗｉｔｈｔｈｅｍ￣ｉｍｕｍｅｑｕｉｖｌｅａｎｔｓｔｒｅｓｓｏｎｈｅｔｌｏｗｅｒｐａｒｔｏｆｔｈｅｂｅａｉｒｎｇ

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）

轴承座的有限元分析

轴承座的有限元分析教程10：轴承座的有限元分析轴承座的几何尺寸如图所示：交互式的求解过程1进入ANSYS程序→ANSYS 10.0 →Configure ANSYS Products →file Management→input job name: zhouchengzuo→Run2建立几何结构2.1 创建长方体1．Main Menu: Preprocessor→Modeling→Create→V olumes→Block→By Dimensions。

2. 分别输入X1=0，X2=76，Y1=0，Y2=25，Z1=38，Z2=-38。

3．按下OK按钮。

4．Utility menu：PlotCtrs→Pan,Zoom,Rotate…。

5. 按下Pan-Zoom-Rotate窗口内的ISO按钮。

6. 关闭Pan-Zoom-Rotate窗口。

2.2 创建长方体的两个圆孔。

调整工作平面的位置及角度1．Utility menu：WorkPlane→Display Working Plane。

2. WorkPlane→Offset WP to→XYZ Locations +→在文本框中输入：57，0，19→OK。

3．WorkPlane→Offset WP by Increments…→将角度滚动条滑到90 度作为旋转的角度。

4. 按下上面一组按钮中的X-按钮。

5.按下OK按钮。

6. Main Menu: Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Cylinder→Solid Cylin der。

7. 输入WP X ：0，WP Y ：0，Radius：9.5，Depth：38。

8. 按下OK按钮。

9. Utility menu：WorkPlane→Offset WP to→XYZ Locations + →在文本框中输入：57，0，-19→OK。

10. Main Menu: Preprocessor→Modeling→Create2.3 创建支撑部分1. Utility menu ：WorkPlane →Offset WP to →Global Origin 。

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。

基于有限元的轴承座静力学和模态分析

基于有限元的轴承座静力学和模态分析摘要：轴承座是机械行业常用的支撑零件，利用三维建模软件对轴承座进行建模，再进行有限元计算，进行结构的等效应力和最大变形分析，以及模态分析。

并根据计算得到的等效应力最大值的位置对结构进行优化设计，并再次进行分析计算，并与之前分析结果对比，结果表明轴承座强度在零件的许用范围内。

关键词：ANSYS；轴承座；静力分析；模态分析中图分类号：TH133.3 文献标志码：A1引言轴承座是机械行业中广泛的支撑零件，轴承座内安装有轴承，承受由轴承内旋转轴产生的径向载荷和轴向冲击，在交变载荷的作用下会发生磨损和振动等，轴承座的类型与轴承相对应，部分轴承对轴承座有不同的要求。

由于轴承座的形状较为复杂，使用传统的解析法对轴承进行受力分析计算性能时存在较大的误差[1-2]，随着CAE技术的发展，目前多用计算机辅助求解工程结构强度、刚度、变形等分析以及对设计结构进行优化的一种近似数值分析方法。

有限元软件提供了统一的工程分析工作环境，在这个环境下不但能对产品进行线性、非线性、静力、动力等常规分析求解，而且也可实现真正的基于计算机的虚拟原型模拟系统。

本文对轴承座进行了有限元分析，验证了模型在受载时结构的合理性与安全性。

2轴承座模型建立轴承座由底板、支撑板、肋板、凸台、圆筒组成，三维模型如图1所示。

图1 轴承座三维模型3参数设置在进行模型结构分析之前，需要定义材料的属性、结构在实际工况中的受力情况，并对模型进行网格划分，以提高分析计算精度。

3.1轴承座模型网格划分网格划分的过程就是将结构模型离散化的过程，通常情况下网格划分的单元越多越密集，仿真所得结果与现实情况越接近[3-4]。

分析结果的最大应力位置处至少需要覆盖两层单元，如果满足此条件，那么网格划分大小满足要求。

根据模型的复杂程度及其结构特性选择单元体的类型，此轴承模型支撑座选用六面体单元类型，网格大小1mm，网格总节点数共476208，单元体个数125626，网格生成结果如图2所示。

有限元毕业设计(论文)

本科毕业设计（论文）轴承座有限元分析学院名称：专业：班级：学号：姓名：指导教师姓名：指导教师职称：二〇一三年六月目录序言 (2)第1章轴承座受力分析 (4)1.1课题分析 (4)1. 2结果分析 (5)第2章操作步骤 (6)2.1 操作流程 (6)参考文献 (13)致谢 (13)序言有限元分析（FEA，Finite Element Analysis）利用数学近似的方法对真实物理系统（几何和载荷工况）进行模拟。

还利用简单而又相互作用的元素，即单元，就可以用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统。

有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。

这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。

由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。

有限元是那些集合在一起能够表示实际连续域的离散单元。

有限元的概念早在几个世纪前就已产生并得到了应用，例如用多边形（有限个直线单元）逼近圆来求得圆的周长，但作为一种方法而被提出，则是最近的事。

有限元法最初被称为矩阵近似方法，应用于航空器的结构强度计算，并由于其方便性、实用性和有效性而引起从事力学研究的科学家的浓厚兴趣。

经过短短数十年的努力，随着计算机技术的快速发展和普及，有限元方法迅速从结构工程强度分析计算扩展到几乎所有的科学技术领域，成为一种丰富多彩、应用广泛并且实用高效的数值分析方法。

在解偏微分方程的过程中, 主要的难点是如何构造一个方程来逼近原本研究的方程, 并且该过程还需要保持数值稳定性.目前有许多处理的方法，他们各有利弊. 当区域改变时(就像一个边界可变的固体)，当需要的精确度在整个区域上变化, 或者当解缺少光滑性时, 有限元方法是在复杂区域(像汽车和输油管道)上解偏微分方程的一个很好的选择。

轴承座有限元分析

轴承座有限元分析轴承座的实体建模、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：轴瓦轴承座向下作用力(5000 psi.)四个安装孔径向约束 (对称)轴沉孔上的推力(1000 psi.) 轴承座底部约束 (UY=0)首先进入前处理(/PREP7)1.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>Create>Cylinder> Solid CylinderRadius输入0.75/2, Depth输入－1.5,点击OK。

拷贝生成另一个圆柱体Main Menu：Preprocessor>Copy>Volume拾取圆柱体,点击Apply, DZ输入1.5然后点击OK 从长方体中减去两个圆柱体Main Menu：Preprocessor>Operate>Subtract Volumes首先拾取被减的长方体，点击Apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击OK。

使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致Utility Menu>WorkPlane>Align WP with> Global Cartesian2. 创建支撑部分Utility Menu: WorkPlane -> Display Working Plane (toggle on) Main Menu: Preprocessor -> -Modeling-Create -> -Volumes-Block -> By 2 corners& Z1)在创建实体块的参数表中输入下列数值:WP X = 0 WP Y = 1 Width = 1.5 Height = 1.75 Depth = 0.752) OKToolbar: SAVE_DB3. Utility Menu: WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints +1) 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点2) OKToolbar:SAVE_DB4Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create -> Volumes-Cylinder -> Partial Cylinder +1). 在创建圆柱的参数表中输入下列参数:WP X = 0 WP Y = 0 Rad-1 = 0 Theta-1 = 0 Rad-2 = 1.5 Theta-2 = 90 Depth = -0.752). OKToolbar: SAVE_DB5.Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Create -> Volume-Cylinder -> Solid Cylinder +1.) 输入下列参数:WP X = 0 WP Y = 0 Radius = 1 Depth = -0.18752.) 拾取 Apply3.) 输入下列参数:WP X = 0 WP Y = 0 Radius = 0.85 Depth = -24.) 拾取 OK6．Main Menu: Preprocessor -> Modeling-Operate -> Subtract -> Volumes +1). 拾取构成轴瓦支架的两个体，作为布尔“减”操作的母体。

有限元分析轴承座

有限元分析—轴承座结构分析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正弦径向压力P1，sin1PP ，式中rbrπFP2=（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P2，22.0PP=，径向合力F r取值：(10 + 学号最后一位数字)*1000N。

一. 建模过程。

1. 创建基座模型（1）生成长方体（2）平移并旋转工作平面（3）创建圆柱体2. 创建支撑部分3. 偏移工作平面到轴瓦支架的前表面4．创建轴瓦支架的上部5. 在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备6．从轴瓦支架“减”去圆柱体形成轴孔.7. 创建一个关键点8.创建一个三角面并形成三棱柱9.关闭 working plane display.10．沿坐标平面镜射生成整个模型.11.粘接所有体.二. 网格划分网格划分是有限元分析的关键环节，有时候好的网格划分不仅可以节约计算时间，而且往往是求解成功的钥匙。

划分网格一般包括以下三个步骤：定义单元属性（TYPE、REAL、MAT）,制定网格的控制参数，生成网格。

1．单元类型选择由于对轴承座是进行三维实体的结构分析，故选择10节点的Solid 95单元，该单元类型能够用于不规则形状，而且不会再精度上有任何损失。

它由10个节点定义，每个节点3个自由度：x,y,z方向。

2．制定材料属性指定线弹性材料的弹性模量EX=3e7，泊松比PRXY=0.3。

3．划分网格采用智能网格划分方式。

Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→将智能网格划分器(Smart Sizing)设定为“on”,并选择网格精度SIZE=2。

得到如下图所示，得到的轴承座有限元模型的总单元数21630个，节点总数为34519个。

三．轴承座载荷的施加1.根据已知条件有：轴承座所受到的径向合力F r=（10+7）*1000=17000N轴承孔半径r=17mm轴承孔厚度b=12mm由于我们只截取一般模型进行结构分析，故半个轴承孔的径向均布载荷rbrπF P 20==2*17000/（0.017*0.012*π）=144796380Pa,而实际情况轴承孔所受并非均布载荷，轴承孔最下部分受载荷最大，左右两腰部分所受载荷最下几乎为零，即轴承孔面上所受压力载荷为非线性的。

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。

轴承座的有限元分析

11)
支持多种硬件平台和操作系统平台。
ANSYS 的主要功能主要包括以下几个方面： 1) 结构分析 2) 热分析 3) 流体分析 4) 电磁场分析 5) 耦合场分析等。结构分析有七种类型，功能如下： ⑴静力分析：用于求解静力载荷作用下结构的静态行为，可以考虑结构的线性和非线性特性。非线性特性如大变形、大应变、应力刚化、接触、塑性、超弹、
第一章 ANSYS 概述
1.1 ANSYS 简介
ANSYS是由美国SASI公司的创始人John Swanson教授率领科技人员经多年研究, 开发出的世界上颇有影响的大型通用有限元分析软件, 它以先进的计算方法、计算技术以及良好的可靠性、开放性, 广泛应用于国防、航空航天、汽车、船舶、机械加工、土木工程、生物医学、日用家电及相关科学研究的领域。ANSYS 软件是一个功能非常强大的通用有限元分析软件，用户借助ANSYS可以完成非常复杂的分析，得到高精确的、可以替代施加物理实验的结果。它具有以下技术特点： 1) 强大的建模能力。 2) 强大的求解能力。 3) 强大的非线性分析能力。 4) 强大的网格划分能力。 5) 良好的优化能力。 6) 多场及多场耦合分析能力。 7) 具有多种接口能力。 8) 强大的后处理能力。 9) 强大的二次开发螺栓和轴的网格划分.......................................................................... 11 3.7 单元数与节点数.................................................................................. 14 第四章边界条件的设定.................................................................................... 14 4.1 创建接触对.......................................................................................... 14 4.1.1 平面接触对的创建................................................................... 14 图 13 设置摩擦因数时的接触向导.................................................... 15 4.1.2 曲面接触对的创建................................................................... 16 4.2 螺栓预紧力........................................................................................... 17 4.3 边界条件的施加.................................................................................. 18 4.3.1 螺栓预紧力的施加................................................................... 18 4.3.2 施加对称约束.......................................................................... 19 4.3.3 底板右侧一半下表面施加 X 和 Z 方向的约束...................... 20 4.3.4 阶梯轴端面中间施加载荷....................................................... 21 第五章求解...................................................................................................... 24 5.1 求解设置与求解.................................................................................. 24 5.2 后处理.................................................................................................. 24 5.2.1 米塞斯等效应力....................................................................... 24

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3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

轴承座的有限元分析部门： xxx时间： xxx整理范文，仅供参考，可下载自行编辑教程10：轴承座的有限元分析轴承座的几何尺寸如图所示：轴承座的受力如图所示：交互式的求解过程1进入ANSYS程序→Ansys10.0→Configure ANSYS Products →file Management→input jobname:zhouchengzuo→Runb5E2RGbCAP2建立几何结构2.1 创建长方体1．Main Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Block→By Dimensions。

p1EanqFDPw2.分别输入X1=0，X2=76，Y1=0，Y2=25，Z1=38，Z2=-38。

3．按下OK按钮。

4．Utility menu：PlotCtrs→Pan,Zoom,Rotate…。

5. 按下Pan-Zoom-Rotate 窗口内的ISO按钮。

6. 关闭Pan-Zoom-Rotate 窗口。

2.2 创建长方体的两个圆孔。

调整工作平面的位置及角度1．Utility menu：W orkPlane→DisplayWorking Plane。

2.WorkPlane→Offset WP to→XYZ Locations+→在文本框中输入：57，0，19→OK。

3．WorkPlane→Offset WP by Increments…→将角度滚动条滑到90 度作为旋转的角度。

4. 按下上面一组按钮中的X-按钮。

5. 按下OK按钮。

6. MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Cylinder→Solid Cyl inder。

7. 输入 WP X ：0，WP Y ：0，Radius：9.5，Depth：38。

8. 按下OK按钮。

9. Utility menu：WorkPlane→Offset WPto→XYZ Locations + →在文本框中输入：57，0，-19→OK。

10. MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create →Volumes→Cylinder→Solid Cylinder。

11. 输入 WP X ：0，WP Y ：0，Radius：9.5，Depth：38。

12. 按下OK按钮。

13. Utility menu：Plot →Replot。

下面将圆柱体从长方体中挖除。

13.Main Menu:Preprocessor→Modeling→Operate →Booleans →Subtract→Volumes。

14. 选择长方体作为将要进行挖除的基底体积。

15. 按下Apply按钮。

16. 选择两个圆柱体作为要挖除的体积。

17. 按下OK按钮。

18. Utility menu：Plot →Replot。

2.3 创建支撑部分1. Utility menu：WorkPlane→Offset WPto→Global Origin。

DXDiTa9E3d2. WorkPlane→Offset WP by Increment…→将角度滚动条滑到90 度作为旋转的角度。

RTCrpUDGiT3. 按下上面一组按钮中的X+按钮。

4. 按下OK按钮。

Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Block→By Dimensions5PCzVD7HxA6. 输入X1=0，X2=38，Y1=25，Y2=70，Z1=-19，Z2=-38。

7. 按下OK按钮。

8. Utility Menu:PlotCtrls→Numbering…→“Volumesnumbers”(将其设置为On>→OKjLBHrnAILg9. Toolbar: SAVE_DB。

10. Utility Menu: PlotCtrls→Numbering…→“Keypointnumbers”(将其置为On>→OK xHAQX74J0X11. Utili ty Menu: WorkPlane →Offset WPto→Keypoints + LDAYtRyKfE选择节点号为24的关键点。

12. OK。

Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Cylinder→Partial Cylinder。

Zzz6ZB2Ltk14. 输入WP X = 0，WP Y = 0，Rad-1 = 0，Theta-1 = 0，Rad-2 = 38，Theta-2 =90，Depth = -19dvzfvkwMI115. 按下OK按钮。

16. Utility Menu:PlotCtrls→Numbering…→Keypointnumbers<去掉前面的对勾）→OK。

rqyn14ZNXI2.4 创建圆柱体及轴承孔Main Menu:Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Cylinder→Solid 。

EmxvxOtOco2.输入WP X = 0，WP Y = 0，Radius = 25，Depth = -53. 按下Apply按钮。

4.输入WP X = 0，WP Y = 0，Radius =22，Depth = -505.按下OK按钮。

6. Utility Menu: Plot → Replot。

7.MainMenu:Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans →Subtract 。

SixE2yXPq5选择bushing bracket 的两个体作为将要进行挖除的基底体积。

按下Apply按钮。

10.选择半径为25的圆柱体作为要挖除的体积。

11. 按下OK按钮。

12. 重复以上步骤，即：选择bushingbracket 的两个体作为将要进行挖除的基底体积。

13. 按下Apply按钮。

14. 选择半径为22的圆柱体作为要挖除的体积。

15. 按下OK按钮。

16. Utility Menu: Plot → Replot。

2.5 调整工作平面并重新设置snap increment 值。

1. Utility Menu: PlotCtrls→Numbering…→Keypointnumbers→OK。

6ewMyirQFL2. Utility Menu: WorkPlane → Align WP with → Keypoints +kavU42VRUs3. 依次选择关键点：22，16，15，当出现“multiple entities exist at thislocation ” 信息时选择OK 。

y6v3ALoS894. 按下OK按钮。

5. Utility Menu: WorkPlane →WP Settings…6.在“Snap Incr”下输入 0.057. 按下OK按钮。

2.6 创建 web。

1. MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Volumes→Block→By DimensionsM2ub6vSTnP2. 分别输入X1=0，X2=-57，Y1=0，Y2=45，Z1=0，Z2=-4。

3. 按下OK按钮。

4. MainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→Through KPs。

0YujCfmUCw5.依次选择关键点：23，43，29，45。

按下OK按钮。

5. MainMenu:Preprocessor→Modeling→Operate→Booleans →Divide→Volume by Area。

eUts8ZQVRd6. 选择步骤1中创建的长方体，点击OK按钮，选择步骤5中创建的面，点击OK按钮。

7. MainMenu:Preprocessor→Modeling→Delete→Volume and Below。

sQsAEJkW5T8. 选择长方体左上角的体作为要删除的体积。

9. 按下OK按钮。

10. Utility Menu: PlotCtrls→Numbering…→Keypointnumbers→OK。

GMsIasNXkA2.7 创建整体模型。

1. Main Menu: Preprocessor →Modeling→Reflect → Volumes →PickAll。

TIrRGchYzg2. 拾取“Y-Z plane X”。

3. 按下OK按钮。

4. Main Menu:Preprocessor→Modeling→Operat e→Booleans →Glue →Volumes →PickAll。

7EqZcWLZNX3选择单元类型ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete→Add…→Structural Solid→Tet 10Node 92 →OK→Close (the Element Type window>。

lzq7IGf02E4定义材料参数ANSYS Main Menu: Preprocessor →MaterialPro ps →Material Models→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2e5→input PRXY:0.3 →OK→ Material → Eixt(Closethe Material Propswindow>。

5 产生网格5.1 划分固体体积的网格1. Main Menu: Preprocessor →Meshing→MeshTool→Global：Set→SIZE:10→OK2. 在Mesh下拉列表中选择Volumes。

3. 选择Tet选项。

4. 选择Free选项。

5. Mesh→Pick All。

6. 关闭 MeshTool窗口。

5.2 显示图形的光滑单元边界1. Utility Menu: PlotCtrls → Style →Sizeand Shape。

2. 在第二个下拉列表中选择 2 facets/edge。

3. 按下OK按钮。

6 确定求解标准6.1 在四个安装孔上应用对称约束1. Utility Menu:Plot →Volumes2. Main Menu: Sol ution→DefineLoads→Apply→Structural→zvpgeqJ1hkDisplacement→ Symmetry B.C. → OnAreas 。

3. 选择四个安装孔的8个柱面。

4.按下OK按钮。

6.2 在整个基座的底部施加位移约束 (UY=0>1.Main Menu: Solution→DefineLoads→Apply→Structural→NrpoJac3v1Displacement→On Lines。