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ø60,内径d为ø10，宽度B为11，钢球直径Dw为ø6.4，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。
然后退出对话框。
图1-6 定义材料命令图1-7 Define Material Model Behavior 对话框（4）：使偏移工作平面到指定位置：从应用菜单中选择Utility==WorkPlane==Offset WP to==XYZ Locations +。
出现设置点对话框，在ANSYS内输入0,0，-5.5，点击OK按键，如图1-10出现的。
图1-9 给定位置的命令图1-10 偏移工作平面图1-11Hollow Cylinder ,命令（5）：外环：Main Menu==Preprocessoe==Modeling==Create==V olumes==Cylinder==Hollow Cylinder,出现如图1-12所示的Hollow Cylinder 对话框，在WP X 后面输入0，WPY框中输入0，RAD-1框中输入17.5，RAD-2 框中输入13.8，在Depth框中输入11，点击Apply 按键。
图1-12 Hollow Cylinder 对话框图1-13 内外环模型（6）：内环：在出现的Hollow Cylinder对话框中，WPX后面输入0，WPY同样输入0，RAD-1框中输入9.7，RAD-2框中输入5，在Depth 框中输入11，点击OK按键，绘制出如图1-13的图形。
（7）：恢复原始位置工作平面：在应用菜单中点击Utility Menu==WorkPlane==Offset WP to==Global Origin，恢复原始工作平面完成。
图1-14 恢复工作平面命令（8）：绘制圆环：Main Menu==Preprocessoe==Modeling==Create==V olumes==Torus，出现如图1-16所示的Create Torus by Dimensions 对话框，在RAD1框中输入3.2，在RAD2框中输入0，RADMAJ框中输入11.75，点击OK按键，确定。
图1-15 圆环命令图1-16 Create Torus by Dimensions 对话框（9）：在内外环中减去圆环从而形成滚珠轨道。
在主菜单中选择Main Menu==Preprocessoe==Modeling==Operate==Booleans==Subtract==Volumes。
在图形中选择拾取外环和内环，作为用布尔来减的母体，点击Apply按键。
在图形窗口中选择拾取绘制的内环作为减去的对象，点击OK按键，得到如图1-19所示的结果。
图1-17 Volumes命令图1-18 拾取框图1-19 形成滚柱轨道（10）：绘制滚珠：Main Menu==Preprocessoe==Modeling==Create==V olumes==Sphere==Solid Sphere，出现如图1-21所示的Solid Sphere对话框，在WP X框中输入0，WP Y框中输入-11.75，Radius框中输入3.2，点击OK按键。
出现如图1-22所示的结果。
图1-20 Solid Sphere命令图1-21 Solid Sphere对话框（11）：把总体柱坐标系变为被激活的坐标系。
在实用菜单中选择UtilityMenu==WorkPlane==Change Active CS to==Global Cylindrical。
图1-23 Global Cylindrical命令（12）：沿周向方向复制滚珠。
在主菜单中选择Main Menu==Preprocessoe==Modeling==Copy==V olumes。
选择刚才绘制的滚珠，如图1-24所示。
ANSYS会提示复制的数量和坐标的偏移度数，在Number of copies 框中输入7，在Y-offset in active CS框中输入51.42857，点击OK按键，如图1-25所示。
图1-24 复制体图1-25 输入复制的数量和坐标（13）.使用体编号显示：Utility Memu==PlotCtrls==Numbering，出现Plot Numbering Controls 对话框，在COLU V olume numbers后面点击显示为ON，如图1-27所示，点击OK按键。
图1-26 复制完成的图形图1-27 Plot Numbering Controls对话框（14）：再次显示：Utility Menu==Plot==Replot，显示的结果如图1-28所示。
图1-28 深沟球轴承显示（15）保存结果：点击工具框中的SA VE-DB按键，建立模型结束。
2.对轴承的网格划分。
（1）.在主菜单中选择Main Menu：Preprocessor==Meshing==MeshTool的命令，打开MeshTool工具，出现图示2-1。
图2-1 网络工具图2-2 进行体选择（2）.选取Smart Size复选框，然后向左拉动到三的滑块，然后选择Mesh域中出现的V olumes，点击Mesh，选取面选择对话框，选定要划分数的体。
点击Pick All 按键，出现如图2-2所示。
图2-3 对体划分的结果（3）.对网格的优化：Utility Menu==PlotCtrls==Style==Size and Shape，出现如图2-5所示的Size and Shape对话框，在【EFACET】Facets/element edge框中列表下拉找到并选择 2 facets/edge，点击OK按键。
图2-4 网格优化命令图2-5 Size and Shape对话框（4）.保存结果：点击ANSYS Toolbar 中的SA VE-DB按键保存。
3.对外环和滚珠接触对的定义。
（1）.对目标面的创建：Main Menu：Preprocessor==Modeling==Create==Contact Pair，出现如图3-2所示的Contact Manager的对话框，点击Contact Wizard按键（在对话框左上角）。
出现如图3-3所示的Contact Wizard对话框，选取默认选项，点击Pick Target按键，出现一个选取框，在绘制的图形上点击拾取外环的轨道槽，出现图3-4，点击OK按键。
图3-1 Contact Pair命令图3-2 Contact Wizard对话框图3-3 选择目标面的对话框图3-4 选择目标面的显示（2）.对接触面的创建：ANSYS会再次弹出Contact Wizard 对话框，点击Next按键，弹出如图3-5所示的Contact Wizard对话框，在Contact Element Type框中的选项中选择Surface-to-Surface，点击Pick Contact按键，出现一个选取框，在绘制的图形上选取滚珠与外环的接触面，点击OK按键，会再次出现Contact Wizard 按键，点击Next按键。
图3-5 选择接触面的对话框（3）.对接触面的设置：会再次弹出Contact Wizard 对话框，如图3-7所示，在Coefficient of Friction框中输入0.2，点击Optional settings按键，出现Contact Properties对话框，在Normal Penalty Stiffness框中输入0.1。
点击Friction按键，选择Stiffness matrix框中列表的Unsymmetric，如图3-6所示。
点击OK按键。
图3-6 Friction 标签图3-7 定义接触面性质对话框（4）.接触面的计算生成：再回到Contact Wizard对话框，点击Create按键，出现Contact Wizard对话框，如图3-9所示，点击Finish按键，出现结果如图3-8所示。
然后关掉对话框。
图3-8 接触面显示图3-9 创建完成接触面提示框4.对内环和滚珠接触对的定义。
（1）.对目标面的创建：在Contact Manager 对话框中点击Contact Wizard按键。
出现Contact Wizard对话框，选择默认选项，点击Pick Target按键，出现一个拾取框，选择拾取图形上的内环轨道槽，如图4-1所示，点击OK按键。
图4-1 选择目标面的显示（2）.对接触面的创建：会再次弹出Contact Wizard 对话框，点击Next按键，出现Contact Wizard对话框，在Contact Element Type框中选择Surface-to-Surface，点击Pick Contact按键，出现一个拾取框，在图形上选择拾取滚珠和内环的接触面，如图4-2所示，点击OK按键，会再次出现Contact Wizard按键，点击Next按键。