基于ANSYS的轴承座的有限元分析
有限元ANSYS【范本模板】
序言(题目及要求)问题描述: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中沉孔径向内柱面承受外推压力为Pa和轴承孔柱面下部分承受向下压力Ps，为它他们的大小分别式(1)和式（2）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。
本人学号后=P+(位2)Pa1000a+P本人学号后=5000(位3)Pas图1题目要求第2章实体建模1.1建模过程及思路分析制定方案材料性质：弹性模量E=3⨯107Pa，泊松比v=0。
3边界条件：轴承座底部受约束（UY=0），底座四个安装孔对称位移约束。
单元：solid92。
荷载：图2中沉孔径向内柱面承受外推压力为Pa和轴承孔柱面下部分承受向下压力Ps，为它他们的大小分别式（1）和式(2）计算。
+=本人学号后P1000)Pa(位2a+=P本人学号后)Pa(位50003s1.2建模过程1．定义工作文件名和工作标题（1）定义工作文件名：Utility Menu>File〉Change Jobname.命令,在弹出的【Change Jobname】对话框中输入“zhao”，选择【New long and error file】复选框，单击OK按钮（2）定义工作标题：Utility Menu>File>Change Title命令,在弹出的【Change Title】对话框中输入“10326129"，单击OK按钮。
（3）隐藏直角坐标：PlotCtrls>Window Controls〉Window Opintons>Location of triad〉Not shown（4)显示画图坐标：Workplane〉Display Working plane。
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。
基于ANSYS的主动磁轴承电磁场的有限元分析
１０ ６ １１８
３ 东北大学 信息科学与工程学 院 ． 摘
沈阳
１０ ０ １０ ４
要 ：在介绍主动磁轴承 转子的数学模型及其 简化 计算的基础上 ， 出了有 限元计 算模型及其 边界 条件 ， 给 并用有
限元 分析 软 件 Ａ Ｓ Ｓ对 主 动磁 轴承 电磁 场 的耦 合 现 象及 转 子偏 心 量 和控 制 电 流对 磁 场 分 布 的影 响进 行 了仿 真 ， 出定 予 ＮＹ 给
ｃ ｎ ｌｓｏ ｅｇ ｉ ａ ｃ ｒ ｅ ｉ ｎｏ ｇ ｅｉ ａ ｉ ｇ ． ｏ ｃｕ ｉｎ ｉ ｔ ｕ ｄ ｎ ｅｆ ｓｇ ｆ ｓｈ ｏ ｄ ｍａ ｎ ｔ ｂ ｒ ｓ ｃｅ ｎ
Ｋ ｅ ｏｒ ｓ ｙＷ ｄ ：Ｆｉ ｉ ｅ ｅ ｔ Ｅｌｃ ｒ ｍ ａ ｎ ｔ ｉｌ Ａｃ ｖ ａ ｅ ｃＢｅ ｒｎ ＡＮＳ ｎ ｔ Ｅｌｍ ｎ ｅ ｅ ｔ ｏ ｇ ｅ ｃＦ ｅｄ ｉ ｉ ｔ ｅＭ ｇ ｔ ａ ｉ ｇ ｎ ｉ ＹＳ
主 动磁 悬 浮 轴 承 （ ＡＭＢ， 称 磁 轴 承 ） 利 用 电 磁 简 是
在 线 性 分 析 中 ， 子 和 转 子 轴 套 用 高 磁 通 密 度 的 定
、
铁 产 生 可 控 电磁 力 将 转 子 无 接 触 地 悬 浮 于 定 子 间 气 隙
中 的 一 种 新 型 轴 承 １ 与 传 统 的 机 械 轴 承 相 比 ， 轴 。 磁 承 因具有 无接 触摩 擦 、 速度 、 功 耗 、 精 度 、 需润 高 低 高 不 滑 等优 点 而广 泛 应 用 于 交通 、 速 机 床 、 空 航 天 、 高 航 核 工 业 等 领 域 【 １由 于 磁 轴 承 所 能 够 获 得 的 最 大 承 载 能 ４ 。 ． 力 由所使 用 磁 性 材料 的最 大 磁通 密 度所 决 定 ， 了增 为
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。
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。
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：机械设计制造及其自动化指导教师：刘建树、王洪新、林华、周小超、张昌春学生：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)1.1有限元法及其基本思想 (2)1.2 问题描述 (2)第二章轴承座有限元分析的准备工作 (3)2.1建模过程及思路 (3)2.2设置单元类型 (3)2.3定义材料属性 (4)2.4轴承座三维实体建模 (4)2.4.1创建基座模型 (4)2.4.2创建轴瓦支架的下部 (14)2.4.3创建轴瓦支架的上部 (15)2.4.4创建 (23)2.4.5构建轴承座整体 (31)2.5创建网格 (32)第三章有限元模型的前处理和求解 (34)3.1定义分析类型 (34)3.2约束４个安装孔 (34)3.3约束基座底部Ｙ向位移 (35)3.4在轴承孔圆周上施加推力载荷 (37)3.5在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷 (38)3.6求解 (40)第四章有限元模型的后处理和结果分析 (41)4.1绘制轴承座的变形形状 (41)4.2绘制轴承座位移分布等值线图 (43)4.3查看轴承座各节点位移 (44)4.4绘制轴承座应力分布等值线图 (45)4.5查看轴承座节点最大应力 (46)总结 (48)参考文献 (48)第一章引言1.1有限元法及其基本思想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行分析，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。
基于ANSYSWorkbench的深沟球轴承接触应力有限元分析
；计 、 优化 和 失效 分析提 供 了参考依据 ， 有一定 的工程 实用价值 。 具 ； 关键词 ： 沟球轴承 ； 深 接触应 力 ； 限元 ； 性 有 非线 《 ｛
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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。
过程如图4所示。
图4 单元类型的设置
2.2.2设置材料参数
假设为同性线弹性材料，弹性模量为2.01e11，泊松比为0.3，设置如图5所示。
图5 材料参数设置
2.2.3网格划分控制
网格划分的过程就是结构离散化的过程，通常划分的单元越多越密集，就越能反映实际结构状况，计算精度越高，计算工作量越大，计算时间越长。
本文采用ANSYS提供的Smart Size工具自由划分网格，其中划分水平值选择4，一共划分的单元数目为8349，节点数目为14130。
网格划分过程如图6所示，网格划分结果如图7所示。
图6 网格划分控制
图7 网格划分结果
2.3载荷约束的施加
此轴承座中4个安装孔径向对称约束，底部Y向约束；沉孔上受到径向推力为1000psi，安装安装轴瓦的下表面受到向下作用力5000psi。
由于在实际作业中，轴承座所承受的载荷远大于其自重，所以不考虑其对应力应变的影响。
首先对四个安装孔进行径向对称约束，如图8所示。
图8 安装孔的径向对称约束
第二步对基座底部施加位移约束，（UY=0）如图9所示。
图9 基座底部位移约束（UY=0）
第三步在轴承孔圆周上施加径向推力载荷，值为1000psi，在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷，此载荷是由于受重载的轴承受到支撑作用而产生的，施加好约束的轴承座模型如图10所示。
图10 施加好约束的轴承座模型
3.计算结果和分析
进入ANSYS求解模块（/SOL），选择默认的波前法求解器进行轴承座的静态线性分析。
结构分析完成后可以进入通用后处理器（/POST1）或时间历程后处理器（/POST26）浏览分析结果。
在静态结构分析中，可以显示位移和应力分布情况。
3.1轴承座的变形情况
该变形图描绘出变形后的结构和未变形的结构边界，如图11所示。
图12显示出节点的位移矢量分布情况。
可以分析得出变形轴承座由轴承孔上部到基座，变形程度逐渐减小，上部变形程度最大。
图11 轴承座变形图
图12 轴承座的位移矢量分布
3.2轴承座的强度分析
如图13显示出轴承座的应力分布情况，该应力为节点的Von Mises等效应力。
Von Mises是一种屈服准则,屈服准则的值我们通常叫等效应力。
Ansys后处理中"Von Mises Stress"我们习惯称Mises等效应力，它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论)。
图13 轴承座的应力分布
从图13中可以分析得到轴承座的最大的等效应力出现在肋板上端与轴承座相接触的区域和轴瓦孔下表面区域，即图中亮区，其中的最大等效应力值为11547.2psi，约为80Mpa，远小于材料的屈服极限，所以该轴承座符合强度设计要求。
4.总结
应用ANSYS 软件选择合理的单元类型和恰当网格划分方法，对轴承座进行了强度和变形分析，找到了结构最容易破坏的位置，为后续的优化设计提供了充分的理论依据。
且分析
结果表明，轴承座强度符合设计要求。
参考文献
附录
ANSYS .log命令流文件。