基于ANSYS的滚动轴承有限元分析
Ansys有限元分析在轴承选用中的应用
Ansys有限元分析在轴承选用中的应用作者：鲍春光来源：《中国机械》2013年第02期摘要：本文通过ansys有限元分析辅助选用制动装置中的轴承，取得了良好的效果，通过试验验证证明了有限元分析的准确性，同时也从中了解到结构差异对轴承疲劳性能会产生很大影响，为今后设计中轴承的选用积累了经验。
关键词：轴承有限元分析一、概述如图1所示为停放制动单元的传动机构，制动过程中沿斜楔动力块圆柱面轴向施加作用力，经过偏心传力轴和杠杆驱动轴传递至制动单元的杠杆钳臂上实施制动。
支撑轴承起到支撑和导向斜楔动力块的作用。
由于具有相近配合尺寸但是型号规格不同的轴承较多，且使用效果差距较大，为了在前期设计时能准确的选用合适的轴承型号，通过有限元进行轴承承载情况的对比分析辅助选配可达到很好的预期效果。
二、支撑轴承筛选实例通过UG建模和运动分析计算，得出要让停放制动单元达到设计最大制动力，需对斜楔动力块施加3700N作用力，此时支撑轴承上承受9070N反作用力。
[1]根据设计的空间尺寸要求，支撑轴承尺寸要求外径35mm，内径19-20mm，厚度11-12mm。
该轴承主要起定点支撑作用，对于轴承的转动要求很低，为了方便斜楔动力块轴向运动，初步意向选用滚动轴承。
根据初步要求，查询资料选出2款基本符合资料的轴承RNU202和RSTO15。
上述两款轴承的基本资料如表1所示。
本文通过ansys对上述两款轴承进行受力分析，根据分析结果来决定选用哪款轴承。
根据轴承参数和承载情况，简化分析模型，轴承画出滚柱和外圈，省掉保持架，轴承外画出小方块代替斜楔动力块，如图2所示。
三、RNU202轴承有限元分析（1）建模根据轴承和压块材料结构特性，选择solid45单元，统一使用同种材料，定义弹性模量EX=2.07e5MPa，泊松比PRXY=0.3，摩擦系数MU=0.2。
建立好网格模型，同时建立滚柱与外圈，外圈与压块之间的接触，如图3所示。
为了避免计算时发生刚体位移，外圈与压块的接触，设置ICONT=0.1。
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 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的轴的有限元分析
基于ANSYS的轴的有限元分析ANSYS是一种用于工程分析的有限元分析软件，可以用来解决各种结构和物理问题。
在这篇文章中，我将介绍如何使用ANSYS进行轴的有限元分析。
在轴的有限元分析中，我们需要首先创建轴的几何模型。
通过ANSYS的建模工具，我们可以创建轴的几何形状，包括直径、长度和端部的约束条件。
接下来，我们需要定义轴的材料特性。
可以通过ANSYS的材料库选择适当的材料，并输入其弹性模量和泊松比等参数。
在进行有限元分析之前，我们需要将轴的几何模型离散化为有限元素。
可以使用ANSYS的网格划分工具，将轴划分为多个有限元。
划分的精度和密度可以根据实际需求进行调整。
在进行有限元分析之前，我们需要定义加载条件。
轴可以受到各种不同类型的载荷，如压力、拉力或扭矩。
可以使用ANSYS的加载工具，将这些载荷应用于轴的相应位置。
完成了网格划分和加载条件定义后，我们就可以进行有限元分析了。
根据所选的分析类型，可以使用ANSYS的求解器来解决轴上的力、位移和应力等问题。
ANSYS提供了不同的求解器，如静力学求解器、热力学求解器和动力学求解器等。
在有限元分析完成后，我们可以检查分析结果并进行后处理。
可以使用ANSYS的后处理工具，查看轴上的位移、应力和应变分布。
还可以绘制图表和动画，以更好地理解分析结果。
最后，我们可以通过修改材料或几何参数，重新运行有限元分析，以评估不同设计方案的性能。
ANSYS的参数化设计功能可以帮助我们自动化这个过程，快速评估多个方案。
总之，基于ANSYS的轴的有限元分析是一种强大的工程分析方法，可以帮助我们了解轴的力学特性，并进行设计优化。
通过使用ANSYS的建模、求解和后处理工具，我们可以准确地预测轴的行为，并为轴的设计提供有力支持。
基于ANSYS的圆柱滚子轴承有限元应力分析
% % 在滚动轴承的设计与应用分析中， 经常会遇 到轴承的 承 载 能 力、 预 期 寿 命、 变形与刚度等问 题， 这些问题都与轴承的受力和应力分布状态密 切相关。 因此， 对滚动轴承的内外圈和滚动体进行应 力分析具有十分重要 的 意 义。本 文 采 用 !"#$# 有限元分析软件建立滚动轴承的有限元模型并加 载求解， 进行应力场分析， 得出应力场分布， 对生 产实际有一定的指导作用。
基于 !"#$# 的圆柱滚子轴承有限元应力分析
刘% 宁，张% 钢 ，高% 刚 ，赵志峰
（ 上海大学% 机电工程与自动化学院， 上海% &’’’(& ） 将在 )* 中完成建模并装配好的轧机滚动轴承导入 摘要： 利用 )* 软件与 !"#$# 软件之间良好的数据接口， !"#$# 中， 对其进行接触应力分析， 得出内圈与轴过盈配合时应力的分布情况和内圈与滚子之间接触应力的分 布情况， 并与传统的理论分析所得结论进行比较， 证明有限元应力分析的正确性。 关键词： 圆柱滚子轴承； 有限元分析； 应力 中图分类号： +,-../ .. ； 0&1&/ &-% % % 文献标识码： 2% % % 文章编号： -’’’ 3 .(4& （ &’’4 ） -& 3 ’’’5 3 ’.
由分析结果可以看出， 在外载作用下， 234 569 787 应力等值线沿接触点的载荷作用线呈对称分 布， 最大 234 56787 应力在载荷作用线上。图 -$ 和图 -- 为基于理论公式， 利用 5:;<:= 编写程序计 算所得的受载最大的滚动 体 与 内 圈 接 触 表 面 下 234 56787 应力分布情况， 显然 ./010 分析结果与 理论计算结果是吻合的。根据位错能失效理论， 此时最大 234 56787 应力没有超过屈服极限， 轴承 是安全的。由此可见， 利用 ./010 软件分析代替 传统的理论分析是可行的。
滚动轴承ANSYS分析陈强
接触力学实训基于ANSYS深沟球轴承有限元分析设计深沟球轴承实物图如图所示，以6300为例进行分析：材料选择GCr15制造，该型号的几何参数为：外径D 为?60,内径d为?10，宽度B为11，钢球直径Dw为?6.4，接触角a为零，钢球的数量z 为7个，材料参数弹性模量E=30700MPa,泊松比u=0.3。
接触面的应力为3472N.观察深沟球轴承接触面的应力。
1.建立模型（1）定义文件名：utility Menu==File==zhoucheng,弹出如图1-3所示的choucheng 对话框，在Enter new jobname 文本框中输入Bearing ，并将New log and error files 复选框选为yes ，点击OK按键。
图1-1 ANSYS开始界面图1-2 命名命令图1-3 命名对话框（2）：定义单元类型：Main Menu==Preprocessor==Element Type==Add/Edit/Delete,弹出Element Types 对话框，如图1-4展现的，点击Add 按钮，出现1-5所示的Library of Element Types 对话框，点击选择Structural Solid 和Brick 8node 185 ,点击OK按键，然后点击Element Types 对话框出现的close按键，退出。
图1-4 Element Types 对话框图1-5 Library of Element Types 对话框（3）：定义材料性质：Main Menu==Preprocessoe==Material Props==Material Models,出现如图1-7所示的Define Material Model Behavior 对话框，在Material Models Available 出现的选项中依次点击Structural==Linear==Elastic==Isotropic ,出现如图1-8所示Linear Isotropic Propertities for Material 对话框，在EX 框中输入3E006，在PRXY框中输入0.3，点击OK 按键。
利用ANSYS软件分析滚动轴承接触问题_韦春翔
（ 上海三一精机有限公司， 上海 201200 ） 摘 要： 轴承作为现代机械传动中重要的一环， 其工况的好坏直接影响整机的运行。 利用有限元分析软件 ANSYS， 建立滚动轴承接触分析的三维有限元模型 ， 并进行工况加载， 模拟得到承载过程中的应力 和变形分布趋势。并利用 Labview 软件对轴承在载荷下的信息进行了采集 ， 验证 ANSYS 分析轴承 接触问题的准确性。 关键词： ANSYS 滚动轴承 有限元 接触问题 文献标识码： B 中图分类号： TG502
施加在内部表面的轴向线的节点上 。 1． 6 有限元分析结果 （ 1 ） 显示结果 通过 ANSYS 后处理分析， 得到最大载荷作用下钢 球同内外圈的接触结果。 图 4 、 图 5 所示的分别是钢 球同内外圈的等效应力和模型的总变形 。模型的接触 应力如图 6 所示。 （ 2 ） 结果分析 从上面 ANSYS 进行有限元分析所得的结果可以 看出， 应力最大的地方发生在钢球与内圈接触处 ， 这与 理论计算中预期的初始接触点一致 。从图 4 可以很清 楚地看出， 两个相同材料接触体内部的接触应力是不 同的， 外圈最大接触应力在与钢球接触的位置 ， 最大应 力为 3 350. 8 MPa。而内圈最大应力发生在内圈滚道 边缘， 最大应力 P = 3 882. 6 MPa。 从图 5 得知， 内圈的接触变形为长轴 a = 1. 854 mm， 短轴 b = 0. 158 mm； 外圈的接触变形为 a = 1. 452 b = 0. 254 mm。 mm，
A study on rolling bearing contact by ANSYS
WEI Chunxiang，LI Weiwei，HUANG Zhiping，YE Dong （ Shanghai Sany Precision Machinery Co． ，Ltd． ，Shanghai 201200 ，CHN） Abstract： As an important part of modern machinery transmission mechanism，the bearing plays a direct effect on machine operation． By use of ANSYS，an finite element software，this paper establishes a 3D finite element model for analyzing rolling bearing contact，and obtains stress and deformation distribution tendency through simulation in working conditions． In addition，data of the bearing under load are gathered by means of Labview to verify the accuracy of ANSYS in dealing with bearing contact． Keywords： ANSYS； Rolling Bearing； Finite Element； Contact 工程实际中广泛存在的接触问题是一种高度非线 性问题， 两接触体间的接触应力随着外载荷的变化而 变化， 接触体的变形和接触边界的摩擦作用使得部分 边界条件随载荷的施加过程不同而变化 。轴承作为现 它依靠内部各构 代机械传动部分中十分重要的一环， 件间的滚动接触来支撑转动零件实现运动和力的传 递， 其工况的好坏直接影响整机的运行。 滚动轴承的 接触问题体现在两方面： （ 1 ） 滚动体与内外圈间的接 触应力大小； （ 2 ） 轴承在载荷下的变形量。 但是接触 问题的求解一般是比较困难的， 目前常用的是数值解 法。而数值解法又分为有限元法、 有限差分法、 边界单 元法等。其中有限元法是在工程上应用最为广泛的方 法， 它可以用来分析较复杂的接触问题。 本文以机械
ANSYS轴承座的有限元建模与分析经典实例
轴承座轴承座 轴瓦轴瓦 轴四个安装孔径向约束向约束 (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.) 实验十 轴承座的有限元建模与分析（一）实验目的（一）实验目的1.熟悉并掌握ANSYS 软件的使用方法；软件的使用方法；2.掌握如何利用ANSYS 建立复杂实体模型；建立复杂实体模型；3.掌握如何利用ANSYS 分析复杂模型应力分析。
分析复杂模型应力分析。
（二）实验设备和工具（二）实验设备和工具装有装有ANSYS 分析软件的计算机分析软件的计算机（三）问题描述：（三）问题描述：（四）实验步骤：（四）实验步骤：首先进入前处理(/PREP7) 1. 创建基座模型创建基座模型 生成长方体生成长方体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平移并旋转工作平面Utility Menu>WorkPlane>Offset WP by Increments X,Y ,Z Offsets 输入2.25,1.25,.75 点击Apply XY ，YZ ，ZX Angles 输入0，－90点击OK 。
创建创建圆柱圆柱圆柱体体Main Menu ：Preprocessor>Create>Cylinder> Solid Cylinder Radius 输入0.75/2, Depth 输入－1.5,点击OK 。
轴承系统 (分解图) 载荷拷贝拷贝生成生成生成另另一个一个圆柱圆柱圆柱体体Main Menu ：Preprocessor>Copy>Volume 拾取圆柱拾取圆柱体体,点击Apply, DZ 输入1.5然后然后点击点击OK 从长方体长方体中减去两中减去两中减去两个个圆柱圆柱体体Main Menu ：Preprocessor>Operate>Subtract Volumes 首先首先拾取被减拾取被减拾取被减的长方体，点击的长方体，点击Apply ,然后拾取减去后拾取减去的的两个圆柱圆柱体，点击体，点击OK 。