一、 问题描述。
在我们机械设计课程中曾经学习过轴系，主要是学习了轴的设计、受力分析以及轴承的设计等等。但没有对轴承座的承受能力进行分析，所以我在这里主要是对一种简单的轴承座进行了有限元分析。在查阅了相关资料之后，可将分析的轴承座示意如下图。
在实际当中，考虑到工艺的要求，图中相应的边缘处须设置有圆角、倒边等等。但在有限元模型中忽略了这些要素。
二、 力学模型的分析与建立。
如下图所示。
在查阅了相关资料后可将上面描述的问题简化成上述模型，其中的载荷参考了网上的相关资料，在沉孔面上垂直于沉孔面上作用有3000psi.的推力载荷，在轴承孔的下半部分施加15000psi.的径向压力载荷，这个载荷是由于受重载的轴承受到支撑作用而产生的。
由于轴承座一般固定于机身上，所以可以在其底部施加法向位移约束，并且四个安装孔要受到螺栓的约束，所以可以在四个螺栓孔中施加径向对称约束（在ansys中体现为symmetry
三、 力学模型的有限元分析。
1.建立模型。
1）创建基座模型
生成长方体。
main menu：preprocessor->modeling->create->volumes->block->by dimensions
输入x1=0,x2=3,y1=0,y2=1,z1=0,z2=3
平移并旋转工作平面。
utility menu>workplane->offset wp by increments
x,y,z offsets 输入2.25,1.25,.75 点击apply
xy，yz，zx angles输入0，－90点击ok。
创建圆柱体。
main menu：preprocessor->modeling->create->volumes->cylinder> solid cylinder
radius输入0.75/2, depth输入－1.5,点击ok。
拷贝生成另一个圆柱体。
main menu：preprocessor>copy>volumes拾取圆柱体，点击apply, dz输入然后点击ok
从长方体中减去两个圆柱体。
main menu：preprocessor->modeling->operate->booleans->subtract-> volumes首先拾取被减的长方体，点击apply,然后拾取减去的两个圆柱体，点击ok。
使工作平面与总体笛卡尔坐标系一致。
utility menu>workplane>align wp with> global cartesian
2)创建支撑部分。
utility menu:workplane ->display working plane
main menu:preprocessor ->modeling->create ->volumes-block ->by 2 corners & z
在创建实体块的参数表中输入下列数值：
wp x = 0
wp y = 1
width = 1.5
height = 1.75
depth = 0.75
ok3)偏移工作平面到轴瓦支架的前表面。
utility menu: workplane ->offset wp to ->keypoints + 在刚刚创建的实体块的左上角拾取关键点+ok
4)创建轴瓦支架的上部。
main menu: preprocessor ->modeling-create ->volumes-cylinder ->partial cylinder +
在创建圆柱的参数表中输入下列参数：
wp x = 0
wp y = 0
rad-1 = 0
theta-1 = 0
rad-2 = 1.5
theta-2 = 90
depth = 0.75
ok5)在轴承孔的位置创建圆柱体为布尔操作生成轴孔做准备。
main menu: preprocessor ->modeling-create ->volume-cylinder ->solid cylinder +
输入下列参数：
wp x = 0
wp y = 0
radius = 1
depth = 0.1875
拾取 apply
输入下列参数：
wp x = 0
wp y = 0
radius = 0.85
depth = 2
ok6)从轴瓦支架“减”去圆柱体形成轴孔。
main menu: preprocessor ->modeling-operate ->subtract ->volumes +
拾取构成轴瓦支架的两个体，作为布尔“减”操作的母体。单击apply
拾取大圆柱作为“减”去的对象。单击apply
拾取步1中的两个体，单击apply
拾取小圆柱体，单击ok
合并重合的关键点：
main menu > preprocessor > numbering ctrls > merge items
将label 设置为 “keypoints”, 单击 ok
7)创建一个关键点。
在底座的上部前面边缘线的中点建立一个关键点：
main menu > preprocessor > modeling- create > keypoints > kp between kps +
拾取如图的两个关键点，单击ok
rati = 0.5,单击ok
8)创建一个三角面并形成三棱柱。
main menu > preprocessor > modeling- create > areas- arbitrary > through kps +
拾取轴承孔座与整个基座的交点。
拾取轴承孔上下两个体的交点。
拾取基座上上步建立的关键点，单击ok完成了三角形侧面的建模。
沿面的法向拖拉三角面形成一个三棱柱。
main menu > preprocessor > modeling- operate > extrude > areas- along normal +拾取三角面， 单击ok
输入dist = 0.15，厚度的方向是向轴承孔中心， 单击 ok
9)关闭 working plane display
utility menu: workplane ->display working plane (toggle off)
10)沿坐标平面镜射生成整个模型。
main menu: preprocessor ->modeling-reflect ->volumes +
拾取all拾取 y-z plane，单击ok
11）粘接所有体。
main menu: preprocessor ->modeling-operate ->booleans-glue ->volumes +
拾取 all
2．添加单元类型。
由于所分析的轴承座属于空间问题，所以选择空间10节点四面体单元。
定义单元类型1为10-节点四面体实体结构单元 (solid187)
main menu: preprocessor ->element type ->add/edit/delete ..add
选择 structural-solid, 并下拉菜单选择 “tet 10node187”单击ok+close
3．定义材料特性。
menu:preprocessor->materialprops->materialmodels->strutral-linear->elastic->isotropic...
在ex下输入：2.1e9 单击ok。
4. 网格划分。
由于采用的是10节点四面体网格，且网格数量较多，所以在此使用自有网格划分（free+smart sizing）。
用网格划分器meshtool将几何模型划分单元。
main menu: preprocessor ->meshtool...
设置划分单元为solid187
将智能网格划分器（ smart sizing ）设定为 “on”
将滑动码设置为 “3” (可获得较密的网格)
设置meshtool的各项为： volumes, tet, free
meshpick all
关闭 meshtool
网格划分结果如下图：共生成 22252个单元。
5. 添加约束。
加完约束之后的模型如下图所示。
安装孔添加径向对称约束。
main menu: solution ->define loads-apply ->structural-displacement ->symmetry areas +绘出 areas (utility menu: plot-> areas)+拾取四个安装孔的柱面+单击ok。
整个基座的底部施加位移约束(uy=0)
main menu: solution ->define loads-apply ->structural-displacement ->on lines +拾取基座底面的所有外边界线+单击ok+选择 uy 作为约束自由度，value设置为0+单击ok
在轴承孔圆周上施加推力载荷。
main menu: solution ->define loads-apply ->structural-pressure ->on areas +拾取轴承孔上宽度为 .15”的所有面 +ok+输入面上的压力值“3000 ”，单击 apply
utility menu: plotctrls ->symbols …用箭头显示压力值(“show pres and convect as arrows”)，单击ok
在轴承孔的下半部分施加径向压力载荷。
main menu: solution ->define loads>apply ->structural-pressure ->on areas +拾取宽度为。1875” 的下面两个圆柱面+ok+输入压力值15000+ok
6. 结果求解。
main menu: solution ->solve-current ls
7. 结果查看与分析
分析结果的查看使用通用后处理器general postproc，因为本次分析值涉及到静力分析。
ANSYS有限元作业
ansys有限元程序及其应用试题。1 试述有限元分析的求解步骤？a 连续介质的离散化。把求解的连续体划分成很多单元，单元为三角形 四边形等不同的几何形状。利用这些单元求解场变量。b 选择插值函数。划分单元后，选择单元的插值函数形式，插值函数表示每个单元内场变量的变化，通常选择多项式形式，易于积分和微...
ansys有限元分析工程实例大作业
辽宁工程技术大学。有限元软件工程实例分析 题目基于ansys钢桁架桥的静力分析 专业班级建工研16 1班 结构工程。学号471620445 姓名 日期2017年4月15日 基于ansys钢桁架桥的静力分析。摘要 本文采用ansys分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模 对桁架桥进行了静力分析，作...
ansys有限元分析作业
宁波理工学院。有限元分析作业。作业名称连杆有限元建模分析。姓名张建聪。学号 3080611079 班级 08机制 2 班。题目描述 连杆的有限元建模与分析。计算分析模型如图1所示。有限元分析作业。作业名称连杆有限元建模分析。姓名张建聪。学号 3080611079 班级 08机制 2 班。计算分析模型...