轴承载荷下的零件应力分析.doc

轴承载荷下的有限元分析
思路分析
本实例分析转轮在轴承载荷作用下的受力及变形情况。
转轮半径为200mm，厚度为40mm,受5000N的轴承载荷，材料为铝合金，如图所示：
知识要点
旋转形成实体 分割圆柱面 圆周阵列 施加轴承载荷
选择网格参数 显示反作用力
绘制步骤
1． 建模 （1）绘制转轮的旋转轮廓，如下图所示，然后旋转形成实体，如下图所示：

（2）绘制减重切除孔的草图，如下图所示：
（3）圆角，圆角设置半径为5mm
(4)最终建立模型如下图：

2． 绘制分割线
新建草图，绘制一条通过坐标远点的水平直线。选择命令“插入—曲线—分割线”，选择转轮的轴孔圆柱面作为“要分割的面”，形成轴孔圆柱面的分割线。将转轮的轴孔圆柱面分割为两个面，从而为轴承载荷的施加创造条件。
同理，给转轮的外圆面绘制分割线，外圆分割线为竖直直线分割而成，与轴孔分割线成垂直。

3.分析
（1）建立研究
a）选择分析类型。单击“simulation”,选择“算例”，定义名称为“轴承载荷分析”，分析类型为“静态”。
b）单击“属性”按钮，打开“静态”对话框，确保“使用软弹簧使模型稳定”复选框被选中。
c)选择材料。选择材料为“1060 铝合金”。
（2）建立约束并施加载荷
a)添加约束。单击“制约”按钮，打开“制约”对话框。在下拉菜单中选择制约类型为“使用参考几何体”，在图形区域中选择“基准轴1”作为参考几何体，在“转换”栏中单击径向按钮，激活右侧的微调框，设置径向位移为0，单击圆周按钮，设置圆周旋转的约束为0.
b)选择坐标系。选择命令“插入—参考几何体—坐标系”，打开“坐标系”对话框，单击Y轴栏目中的反向按钮，将默认坐标系的Y轴反向，单击Z轴显示栏，在图形区域中选择“基准轴1”作为Z轴方向。
c)添加载荷。单击轴承载荷按钮，选择轴孔圆柱面的下半面作为轴承载荷的圆柱面，单击选择坐标系图标，选择新生成的“坐标系1”作为参考坐标系，在“轴承载荷”栏目中单击Y方向按钮，设置Y方向的力为650N。
（3）划分网格并运行。
a)选择网格类型。选择“网格品质”为“高”，选择“雅各宾式检查”为“16点”，实际就是16点的单元格。
b)单击运行按钮，simulation则调用解算器进行有限元分析。
（4）观察结果
a)转到特征管理器模型树，选择“坐标系1”
b)显示反作用力。右键单击“位移”文件夹，在弹出的快捷菜单中选择“反作用力”，弹出“反作用力”对话框。在图形区域中选择转轮外侧圆柱的约束边线，单击“更新”按钮，则显示该边线处的反作用力，单击“关闭”按钮。
c)观察结果。双击“应力”文件夹下的“图解1”图标，则可以观察转轮在给定约束和加载相爱的应力分布图解。
d)双击“位移”文件夹下的“图解1”图标，可以观察转轮的位移分布图解。