有限元ANSYS.doc

1、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3107Pa，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）

2、，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=3107Pa，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：Utility MenuFileChange Jobname.命令，在弹出的【Change Jobname】对话框中输入“zhao”，选择【New long and error f

3、ile】复选框，单击OK按钮（2）定义工作标题：Utility MenuFileChange 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：PlotCtrlsWindow ControlsWindow OpintonsLocation of triadNot shown (4)显示画图坐标：WorkplaneDisplay Working plane。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：Main Menu: PreprocessorModelingCreate VolumesBl

4、ockBy Dimensions 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：WorkplaneOffset Wp by Increments 在对话框X,Y,Z offset栏输入 3,1,0（3）生成垂直面四方体：Main Menu: PreprocessorModelingCreate VolumesBlockBy Dimensions 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：WorkplaneOffset Wp by Increments 在对话框X,Y,Z offs

5、et栏输入0,1.75,0（5）生成柱面：Main Menu: PreprocessorModelingCreate VolumesSolid Cylinder 在对话框中输入Radius 1.5 ，Depth 0.75e。显示结果图1-4所示执行Main Menu: PreprocessorModelingCreate VolumesSolid Cylinder 在对话框中输入Radius 0.85 ，Depth 2。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：Main Menu: PreprocessorModelingOperateBooleansSubtrac

6、tVolumes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：WorkplaneOffset Wp by Increments 在对话框X,Y,Z offset栏输入 0,0,0.75-0.185（8）生成柱面：Main Menu: PreprocessorModelingCreate VolumesSolid Cylinder 在对话框中输入Radius 1 ，Depth 2（9）生成圆孔:Main Menu: PreprocessorModelingOperateBooleansSubtractVolumes先选中被减的体积，再选中要减的体积，显

7、示结果如图1-7所示图1-7生成圆孔(10)体相加：Main Menu: PreprocessorModelingOperateBooleansAddVolumes,弹出对话框，单击Pick All（11）移动坐标：WorkplaneOff WP toKeypoints+WorkplaneOffset Wp by Increments 在对话框X,Y,Z offset栏输入 0,-1.75,2.25(12)激活坐标：WorkplaneChange Actiove CS toWorking plane（13）创建点：Main Menu: PreprocessorModelingCreate Ki

8、ngpointsIn Active CS在对话框中输入0,0,0, 单击OK按钮（14）创建面：Main Menu: PreprocessorModelingCreate AreasArbitraryThrough KPs显示结果如图1-8所示图1-8创建面(15)拉伸成体：Main Menu: PreprocessorModelingOperateExtrdueAreasAlong Normal 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：WorkplaneOffset Wp by Increments 在对话框X,Y,Z offset栏输入 3,

9、0,0(17)激活坐标：WorkplaneChange Actiove CS toWorking plane（18）创建点：Main Menu: PreprocessorModelingCreate KingpointsIn Active CS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：Main Menu: PreprocessorModelingCreate AreasArbitraryThroughKPs。显示结果如图1-11所示图1-11创建面(20)拉伸成体：Main Menu: PreprocessorModelingOperat

10、eExtrdueAreasAlong Normal 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：WorkplaneOff WP toKeypoints+（22）旋转坐标系：WorkplaneOffset Wp by Increments 在对话框XY,YZ,ZX Angle栏输入 0,90,0（23）创建底面圆柱Main Menu: PreprocessorModelingCreateVolumesCylinderSolidCylinder 在对话框依次输入参数0.75 0.75 0.75/2 2 Apply0.

11、75 2.25 0.75/2 2 Apply5.25 0.75 0.75/2 2 Apply5.25 2.25 0.75/2 2 Apply (24)生成圆孔：Main Menu: PreprocessorModelingOperateBooleansSubtract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:PreprocessorModelingOperateBooleansAddVolumes 单击“Pick All” （26）定义单元类型与材料属性：Main Menu: PreprocessorElement TypeAd

12、d/Edit/Delete/Select solid 92Main Menu: PreprocessorMaterial PropsMaterials ModelsStructuralLinearElasticIsotropic填入EX (3e7)和PREX（0.3）（27）划分单元剖分网格Main Menu:Preprocessor MeshingSize CntrlsManualSizeGlobalSize 在弹出对话框的 “Element edge length”文本框输入 “0.2”Main Menu:Preprocessor MeshingMeshVolumesFree 在弹出的对话

13、单击 “Pick All” 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：Solution1选择分析类型Main MenuSolutionAnalysis TypeNew AnalasisSelect Static。2.施加边界条件：（1）轴承座底部受约束（UY=0）Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStrucuralDisplacementOn Areas 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）

14、底座四个安装孔对称位移约束MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStrucuralDisplacementSymmetry B.COn Areas 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=1029PaMain MenuSolutionDefine LoadsApplyStrucuralPressure On Areas 选择好对应的面并单击“OK”键。在弹出的对话框的“VALUE Load PRES value”文本框输入1029（2）轴承孔柱面下部分承受向下压力Ps=5129PaMain MenuSolutionDefine LoadsApplyStrucuralPressure On Areas 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：General Postproc模型应力云图（1）执行求解Main MenuSolutionSolveCurrent LS。显示结果如图3-1图3-1执行求解（2）查看应力图Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour plot