有限元ANSYS.doc
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有限元分析大作业
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。
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。
1.2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：
UtilityMenu>File>ChangeJobname.命令，在弹出的【ChangeJobname】对话框中输入“zhao”，选择【Newlonganderrorfile】复选框，单击OK按钮
（2）定义工作标题：
UtilityMenu>File>ChangeTitle命令，在弹出的【ChangeTitle】对话框中输入“10326129”，单击OK按钮。
（3）隐藏直角坐标：
PlotCtrls>WindowControls>WindowOpintons>Locationoftriad>Notshown
（4）显示画图坐标：
Workplane>DisplayWorkingplane。
显示界面如图1-1所示
图1-1显示画图坐标
2．创建几何模型
（1）生成底面四方体：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>ByDimensions并依次输入0,6,0,1,0,3。
界面如图1-2所示
图1-2生成底面四方体
（2）移动坐标：
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入3,1,0
（3）生成垂直面四方体：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Block>ByDimensions并依次输入-1.5,1.5,0,1.75,0.75,0。
结果如图1-3所示
图1-3生成垂直面四方体
（4）移动坐标：
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入0,1.75,0
（5）生成柱面：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>SolidCylinder在对话框中输入Radius1.5，Depth0.75e。
显示结果图1-4所示
执行MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>SolidCylinder在对话框中输入Radius0.85，Depth2。
显示结果如图1-5所示
图1-4生成柱面
图1-5生成柱面
（6）生成圆孔：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes先选中被减的体积，再选中要减的体积，显示结果如图1-5所示
图1-6生成圆孔
（7）移动坐标：
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入0,0,0.75-0.185
（8）生成柱面：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>SolidCylinder在对话框中输入Radius1，Depth2
（9）生成圆孔:
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract>Volumes先选中被减的体积，再选中要减的体积，显示结果如图1-7所示
图1-7生成圆孔
（10）体相加：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes,弹出对话框，单击PickAll
（11）移动坐标：
Workplane>OffWPto>Keypoints+
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入0,-1.75,2.25
（12）激活坐标：
Workplane>ChangeActioveCSto>Workingplane
（13）创建点：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Kingpoints>InActiveCS在对话框中输入0,0,0,单击OK按钮
（14）创建面：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs
显示结果如图1-8所示
图1-8创建面
（15）拉伸成体：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Extrdue>Areas>AlongNormal选中三角形，厚度-0.15。
显示结果如图1-9所示
图1-9拉伸成体
（16）移动坐标：
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[X,Y,Zoffset]栏输入3,0,0
（17）激活坐标：
Workplane>ChangeActioveCSto>Workingplane
（18）创建点：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Kingpoints>InActiveCS在对话框中输入0,0,0,单击OK按钮。
显示结果如图1-10所示
图1-10创建点
（19）创建面：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Arbitrary>ThroughKPs。
显示结果如图1-11所示
图1-11创建面
（20）拉伸成体：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Extrdue>Areas>AlongNormal选中三角形，厚度0.15。
操作界面如图1-12，显示结果如图1-13所示
图1-12操作界面
图1-13拉伸成体
（21）移动坐标：
Workplane>OffWPto>Keypoints+
（22）旋转坐标系：
Workplane>OffsetWpbyIncrements在对话框[XY,YZ,ZXAngle]栏输入0,90,0
（23）创建底面圆柱MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Create>Volumes>Cylinder>SolidCylinder在对话框依次输入参数
0.750.750.75/22Apply
0.752.250.75/22Apply
5.250.750.75/22Apply
5.252.250.75/22Apply
（24）生成圆孔：
MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Subtract
底面体积减去圆柱体积。
显示结果如图1-14所示
图1-14生成圆孔
（25）体相加：
布尔加运算MainMenu:
Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Add>Volumes单击“PickAll”
（26）定义单元类型与材料属性：
MainMenu:
Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete/Selectsolid92
MainMenu:
Preprocessor>MaterialProps>MaterialsModels>Structural>Linear>Elastic>Isotropic填入EX（3e7）和PREX（0.3）
（27）划分单元剖分网格
MainMenu:
Preprocessor>Meshing>SizeCntrls>ManualSize>Global>Size在弹出对话框的“Elementedgelength”文本框输入“0.2”
MainMenu:
Preprocessor>Meshing>Mesh>Volumes>Free在弹出的对话单击“PickAll”完成单元格划分，显示结果如图图1-15所示
图1-15划分单元剖分网格
（28）模型检查
（29）储存模型
第3章施加载荷
使用求解器：
Solution
1．选择分析类型
MainMenu>Solution>AnalysisType>NewAnalasis>SelectStatic。
2.施加边界条件：
（1）轴承座底部受约束（UY=0）
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Strucural>Displacement>OnAreas选择模型的底部，单击“OK”键，在弹出的对话框中选择“UY”并关闭对话框如图2-1所示
图2-1轴承座底部受约束
（2）底座四个安装孔对称位移约束
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Strucural>Displacement>SymmetryB.C>OnAreas选择四个安装孔的内表面，单击“OK”键
3.施加荷载：
（1）沉孔径向内柱面承受外推压力为Pa=1029Pa
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Strucural>Pressure>OnAreas选择好对应的面并单击“OK”键。
在弹出的对话框的“VALUELoadPRESvalue”文本框输入1029
（2）轴承孔柱面下部分承受向下压力Ps=5129Pa
MainMenu>Solution>DefineLoads>Apply>Strucural>Pressure>OnAreas显示结果如图2-2所示
图2-2施加边界条件
第4章求解与分析
使用求解器：
Solution
使用后处理器：
GeneralPostproc
模型应力云图
（1）执行求解MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS。
显示结果如图3-1
图3-1执行求解
（2）查看应力图
MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>Contourplot
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