JIANGSU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 本科毕业设计（论文）轴承座的实体建模及静力学仿真分析学院名称：机械工程学院专业：车辆工程班级：10车辆1W学号：********姓名：xxx指导教师姓名：xxx指导教师职称：讲师二〇一三年六月目录序言 (2)第1章课题分析与方案论证 (3)1.1课题任务分析 (2)第2章分析过程 (5)2.1 实体建模 (4)2.2 单元类型选择及网格划分 (7)2. 3 加载及约束及后处理 (9)总结 (12)致谢 (14)序言1970年，Doctor John Swanson博士洞察到计算机模拟工程应该商品化，于是创立了ANSYS公司，总部位于美国宾夕法尼亚州的匹兹堡。
30年来，ANSYS 公司致力于设计分析软件的开发，不断吸取新的计算方法和技术，领导着世界有限元技术的发展，并为全球工业广泛接受，其50000多用户遍及世界。
ANSYS软件的第一个版本仅提供了热分析及线性结构分析功能，像当时的大多数程序一样，它只是一个批处理程序，且只能在大型计算机上运行。
20世纪70年代初。
ANSYS软件中融入了新的技术以及用户的要求，从而使程序发生了很大的变化，非线性、子结构以及更多的单元类型被加入到子程序。
70年代末交互方式的加入是该软件最为显著的变化，它大大的简化了模型生成和结果评价。
在进行分析之前，可用交互式图形来验证模型的几何形状、材料及边界条件；在分析完成以后，计算结果的图形显示，立即可用于分析检验。
今天软件的功能更加强大，使用更加便利。
ANSYS提供的虚拟样机设计法，使用户减少了昂贵费时的物理样机，在一个连续的、相互协作的工程设计中，分析用于整个产品的开发过程。
ANSYS分析模拟工具易于使用、支持多种工作平台、并在异种异构平台上数据百分百兼容、提供了多种耦合的分析功能。
ANSYS公司对软件的质量非常重视，新版的必须通过7000道标准考题。
业界典范的质保体系，自动化规范化的质量测试使ANSYS公司于1995年5月在设计分析软件中第一个通过了ISO9001的质量体系认证。
ANSYS公司于1996年2月在北京开设了第一个驻华办事机构，短短几年的时间里发展到北京、上海、成都等多个办事处。
ANSYS软件与中国压力容器标准化技术委员会合作，在1996年开发了符合中国JB4732-95国家标准的中国压力容器版。
作为ANSYS集团用户的铁路机车车辆总公司，在其机车提速的研制中，ANSYS软件已经开始发挥作用。
第1章 课题分析1.1课题任务分析图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。
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。
)Pa 21000(位本人学号后+=a P (1))Pa 35000(位本人学号后+=s P (2)图1 轴承座实体结构第2章分析过程本实验过程需要用到的的软件是ANSYS，通过建模，网格划分，加载和约束等步骤，对轴承座坐静力学仿真2.1 实体建模1.定义工作文件名和工作标题1)定义工作文件名：执行Utility Menu>File>Change Jobname命令，在弹出的【ChangeJobname】对话框中输入“plate”。
选择【New log and error file】复选框，单击OK按钮。
2)定义工作标题：执行Utility Menu>File>Change Title命令，在弹出的【Change Title】对话框中输入“轴承座静力学仿真”，单击OK按钮。
3)关闭三角坐标符号：执行Utility Menu>preprocess>Window Control>Window Options命令，弹出【Window Options】对话框。
在【Location of triad】在下拉框中选择“Not shown”选项，单击OK按钮。
2.创建几何模型1)生成两个长方体：Main Menu>preprocess>modeling>Create>volumes>block>ByDimensions命令，弹出【Create Block by dimensions】对话框。
如图2-1所示输入数据，另一个长方体数据为-1.5，1.5，0，0.75,0.1.75单击OK按钮，在图形窗口中显示两个长方体。
图2-12）生成一个圆柱体：执行Main Menu>preprocess>modeling>Create>volumes>Solid cylinder命令，弹出【Solid cylinder】对话框。
如图2-2所示输入数据，单击OK按钮，在图形窗口中显示一个圆柱体。
生成的长方体和圆柱体如图2-3所示。
图2-2图2-33）执行体相加操作：Main Menu>preprocess>modeling>Operate>Booleans>Add>V olumes 命令，弹出对话框。
点击pick all按钮。
4）重复步骤2）生成圆柱体2，并进行体相减操作：Main Menu>preprocess>modeling>>Operate>Booleans>Subtract>V olumes，弹出对话框，拾取原几何体点击apply按钮，然后拾取圆柱体2，点击OK按钮，体相减操作后的结果如图2-4所示。
5）平移坐标系，执行操作Workplane>Offset WP by increments,弹出【Offset WP 】对话框，在第一栏里面输入0，0，0.5625，单击OK按钮。
重复步骤2），生成圆柱体3，并进行体相减操作。
6）平移坐标系，执行操作Workplane>Offset WP by increments,弹出【Offset WP 】对话框，在第一栏里面输入-3，-1.75，-0.5625，单击OK按钮。
重复步骤2），生成圆柱,4、5、6、7、并进行体相减操作。
体相减操作后的结果如图2-5所示。
图2-47）轴承座肋板制作，执行Main Menu>preprocess>modeling>Create>Keypoints>KP between KPs,制作点41，42。
执行plotctrls>numbering,生成面，选中KP Keypoint numbers。
执行Main Menu>preprocess>modeling>Create>Areas>Arbitrary>through KPs，选中41、16、9三个点，生成面1。
选中42、15、11，生成面2。
由面生成体，执行Main Menu>preprocess>modeling>Operate>Extrude>Areas>Along Normal。
弹出对话框【Extrude Areas by norm】，选中面1，单击OK，弹出如图2-6所示对话框，输入数据，点击OK。
重复操作，选中面2，单击OK，生成肋板如图2-7所示。
图2-62.2 单元类型选择及网格划分1.定义单元类型：执行main menu>preprocessor>elementtype>ADD/Edit/Delete命令，弹出【element type】对话框。
单击Add按钮，弹出如图2-8所示的【library of element type】对话框。
选择“structural solid”和“10node 92”选项，单击OK按钮，然后单击Close按钮。
图2-82.设置材料属性：执行main menu>preprocessor>material props>material models命令，弹出【define material models behavior】窗口。
双击【material models available】列表中的“structural/linear/elastic/isotropic”选项，弹出【linear isotropic material properties for material number 1】。
在【EX】和【PRXY】文本框中分别输入“3e7”及“0.3”。
单击OK按钮，然后执行material>Exit命令，完成材料属性设置。
3.保存数据：单击ANSYS Toolbar中的SAVE_DB按钮。
4.设置网格的尺寸大小：执行main menu>preprocessor>meshing>size cntrls>manualsize>global>size命令，弹出如图2-9所示的【global element sizes】对话框。
输入数据。
图2-95. 采用自由网格划分单元：执行main menu>preprocessor>meshing>mesh>volumes>free命令，弹出对话框。
单击pickall按钮，生成的网格如图2-10所示。
保存结果：单击SAVE_DB。
图2-102.3 加载及约束及后处理1.施加约束条件：执行main menu>solution>define loads>apply>structrual>displacement>on areas命令，弹出一个拾取框，拾取轴承座下底面，单击OK按钮，弹出如图2-11所示的【apply U，rot on Areas】对话框。
选择“UZ”选项，单击OK按钮。
图2-112.重复步骤1，给轴承座底部四个圆柱孔施加对称约束，执行main menu>solution>define loads>apply>structrual>displacement>symmetry B.C 命令，弹出对话框，拾取四个圆孔，单击OK。
3.施加载荷：执行main menu>solution>define loads>apply>structrual>pressure>on areas,弹出对话框。