基于Hyperworks前處理軸承速度及應(yīng)力分析.

1、基于Hyperworks前處理Ansys ls-dyna分析軸承速度及應(yīng)力分析1.軸承3D模型的建立 軸承組成：外圈，保持架，滾動(dòng)體，內(nèi)圈內(nèi)圈（淺藍(lán)色）滾動(dòng)體（黃色）保持架（藍(lán)色）外圈（綠色）2.為了方便畫網(wǎng)格用CATIA把軸承切成小塊得到下圖結(jié)果3.把文件保存為STP格式，導(dǎo)入Hyperworks中進(jìn)行網(wǎng)格處理，得到如下圖結(jié)果：3.1本例中網(wǎng)格要求為8節(jié)點(diǎn)六面體，所以為了方便畫網(wǎng)格，先用3維軟件對模型進(jìn)行簡單的處理，處理結(jié)果如下圖所示：3.1.1對滾動(dòng)體網(wǎng)格的畫分：1).1/8滾動(dòng)體模型如下圖所示： 2).對粉紅色部分畫網(wǎng)格：切換到one volume模塊，選中粉紅色實(shí)體，density設(shè)置

2、為3，點(diǎn)mesh. 3).對綠色部分進(jìn)行網(wǎng)格劃分：切換到one volume模塊，選中綠色實(shí)體，elem size設(shè)置為0.2，點(diǎn)mesh操作步驟：1,TOOL-orgnize-我們要把body11和333合成一體，element選中body11（點(diǎn)擊by collector-選中body11），dest component選中333，點(diǎn)擊MOVE即可。4).將綠色網(wǎng)格移到粉色網(wǎng)格部件里，合并網(wǎng)格，如下圖：5).對1/8網(wǎng)格鏡像：Based點(diǎn)選擇圓心的節(jié)點(diǎn)即可點(diǎn)擊duplicate-current comp-reflect,完成鏡像，如下圖：按上述方法重復(fù)操作可得到整個(gè)滾動(dòng)體的網(wǎng)格模型，如下圖

3、所示：在tool-edges面板檢查間隙，合并節(jié)點(diǎn)。選擇ELEMEN，先選綠色任務(wù)欄中第三個(gè)后選倒數(shù)第二個(gè)。消除縫隙3.1.2對外圈進(jìn)行網(wǎng)格模型建立： 1).建立截面網(wǎng)格：步驟：選擇2DAUTOMESH，如果出現(xiàn)三角形網(wǎng)格，則在網(wǎng)格邊上改變網(wǎng)格的份數(shù)，然后按mesh刷新，記住得定義工作對象2).對上述網(wǎng)格進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，得到實(shí)體網(wǎng)格：選中3D-spin elems面板，在elems中選擇畫的面網(wǎng)格，選Z軸，Based點(diǎn)選擇外圈的中心點(diǎn)，angle設(shè)置180，on spin 設(shè)置為100，點(diǎn)擊spin+,得到下圖結(jié)果：3).由于上步存在面網(wǎng)格，我們需要將其刪除(不能重復(fù)網(wǎng)格)：按F2進(jìn)入刪除界面,如下

4、圖：已被選擇上4).對上一步得到的實(shí)體網(wǎng)格進(jìn)行鏡像（操作方法同上述滾動(dòng)體的鏡像相同），得到整個(gè)軸承外圈，結(jié)果如下圖：5).用edges面板檢查間隙，合并節(jié)點(diǎn)。內(nèi)圈用同樣方法可以得到，結(jié)果如下圖：3.1.3對保持架網(wǎng)格建立：為了方便保持架的網(wǎng)格畫分，將其模型建立成如下圖所示結(jié)構(gòu)（共七部分）：1).首先對綠色部分網(wǎng)格的畫分，其他六部分可以參考綠色結(jié)構(gòu)畫分的方法進(jìn)行網(wǎng)格建立：四條白色的邊線分別在U,V,W中輸入如上圖的數(shù)值，點(diǎn)Mesh,完成網(wǎng)格建立。如下圖：2).其他部分按同樣的方法建立，注意U,V,W數(shù)值的設(shè)置，使其節(jié)點(diǎn)與已畫好的網(wǎng)格相對應(yīng)，完成后用edges面板合并節(jié)點(diǎn)，完成七部分網(wǎng)格的建立。如

5、下圖：注意事項(xiàng)：1,模型邊上可能出現(xiàn)多余的點(diǎn)，如何刪除?答：F11-toggle edge lines(點(diǎn)擊被點(diǎn)分成的兩條邊即可2，最后需要把保持架的每一塊組成一體步驟：toolorganiseelementby collect選擇要移動(dòng)的一塊（destnation component為不動(dòng)的組件）3鏡像步驟：tool-reflectelems選中鏡像單元（shift+左鍵）-duplicatecurrent comp然后再選點(diǎn)和方向（想往哪個(gè)方向鏡像就選哪個(gè)方向）3).對畫好的網(wǎng)格進(jìn)行鏡像，得到如下圖結(jié)果：4).因?yàn)榇溯S承有七個(gè)滾動(dòng)體，因此我們要對滾動(dòng)體和保持架進(jìn)行陣列，首先我們對保持架陣列

6、，因?yàn)槭且嚵?，所以在我們上一步處理的結(jié)果中，多了一邊，在這里我們需要將其刪掉需要?jiǎng)h掉的單元進(jìn)入F2面板，進(jìn)行單元的刪除，得到如下結(jié)果：5).對上一步得到的結(jié)果進(jìn)行陣列：內(nèi)外圈的圓心點(diǎn)在angle中輸入51.42857（360/7），點(diǎn)Rotate+,完成一步陣列，得到如下結(jié)果：6).重復(fù)上述操作，可得到整個(gè)保持架的網(wǎng)格模型，如下圖重復(fù)上述操作是指繼續(xù)按ELEMSduplicatecurrent comprotate+進(jìn)入edges面板，進(jìn)行邊界檢查，全并節(jié)點(diǎn)，完成保持架的網(wǎng)格建立。7).同樣方法對滾動(dòng)體進(jìn)行陣列，得到如下結(jié)果：到此軸承的網(wǎng)格模型已經(jīng)建立完成，如下圖所示：8載荷面的提取1)To

7、ol-face-comps點(diǎn)擊內(nèi)圈-find faces2)創(chuàng)建zaihemian組件component(右擊左邊框的空白處creat-component)3)把內(nèi)圈內(nèi)表面移到zaihemian組件里去Toolorganiseelems(先點(diǎn)內(nèi)表面在elems-by face)dest component為zaihemianmove隱掉所有component只留載荷面，把視圖方向調(diào)到XY方向刪除半個(gè)面（F2shift+左鍵）只留出半個(gè)面4.對網(wǎng)格單元類型進(jìn)行設(shè)置（ET Type）： 4.1創(chuàng)建單元類型：外圈、保持架、滾動(dòng)體、內(nèi)圈為SOLID164,粉紅色的加載殼單元為SHELL163 4.2對

8、外圈、保持架、滾動(dòng)體、內(nèi)圈施加單元類型：1).在Assign value中選中ET Ref.No,然后在后面選中1-SOLID164，再選中GUNDOGNTI-1,WAIQUAN-2,BAOCHIJIA-3,NEIQUAN-4四部分后，點(diǎn)SET,彈出對話框，選YES. 2).在Assign value中選中ET Ref.No,然后在后面選中2-SHELL163，再選中ZAIHEMIAN后, 點(diǎn)SET,彈出對話框，選YES. 3).關(guān)閉單元設(shè)置對話框。當(dāng)實(shí)體單元賦予不了滾動(dòng)體，則滾動(dòng)體里存在殼單元即面，怎么刪除殼單元？F2elemsby config點(diǎn)擊視圖顯示白色魔方-delete5.添加材料

9、屬性： 因?yàn)橛型馊Α⒈３旨?、滾動(dòng)體、內(nèi)圈、載荷面五部分，要對每部分加材料，所以要?jiǎng)?chuàng)建五個(gè)材料屬性1）.外圈、滾動(dòng)體、內(nèi)圈、載荷面材料屬性： DEN:7.8E-6,EX:2.08E5,NU:0.32).保持架材料屬性： DEN:7.75E-6,EX:2.19E5,NU:0.35.1添加滾動(dòng)體材料彈出如下界面，把滾動(dòng)體材料輸入點(diǎn)Return即可。5.2外圈、內(nèi)圈、載荷面、保持架材料屬性也按此方法添加。最終材料有5個(gè)，如下圖所示：5.3對5個(gè)部分施加材料：5.4.在Assign Value中選Mat set No.然后對號(hào)入座設(shè)置材料，同單元類型方法一樣。6.添加實(shí)常數(shù)1).因?yàn)檩d荷面是殼單元，所以

10、我們需要對其設(shè)置一個(gè)實(shí)常數(shù)（SOLID164單元不需要實(shí)常數(shù)）。此方法同單元類型與材料屬性設(shè)置類似，Real set的具體參數(shù)我們先不進(jìn)行設(shè)置，等文件放入ANSYS中再進(jìn)行設(shè)置（Hyperworks中也可以設(shè)置）。 注意：在HyperMesh中我們應(yīng)該給軸承賦予單元類型（殼單元中的實(shí)常數(shù)也要添加，可以不更改參數(shù)但是必須添加）、材料參數(shù)這些都是必須添加，然后再賦給相應(yīng)的零件，這樣才能導(dǎo)入ANSYS中去，才有可能計(jì)算成功。2).將實(shí)常數(shù)施加到載荷面上：7.將文件導(dǎo)出：8.保存文件9.ANSYS讀取文件：9.1運(yùn)行ANSYS,工作目錄設(shè)定及打開文件：點(diǎn)擊PLOT-element顯示有限元模型 9.2

11、 設(shè)定實(shí)常數(shù):如果在HY里設(shè)置好，此步不需要再設(shè)定，檢查一下即可 按上圖設(shè)置即可，關(guān)閉對話框。9.3.更新材料：下圖中材料編號(hào)1、2、3、4、5分別對應(yīng)了滾動(dòng)體、外圈、保持架、內(nèi)圈、載荷面（此處對應(yīng)與HY中施加的材料同步的），此處我們只需把材料3、5更新就可以了9.3.1 對3號(hào)材料重新定義：9.3.2 對5號(hào)材料重新定義：10.定義接觸對（我們首先需要重新定義一個(gè)載荷面）：10.1創(chuàng)建PART號(hào)（此處操作方便后面施加約束，很多初學(xué)者容易在這地方出錯(cuò)）：此時(shí)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建出part號(hào)，我們需要自己把part號(hào)我們的部件對應(yīng)上去（根據(jù)材料號(hào)來對比較方便）：由上圖可以看出：PART 1-外圈（MA

12、T 2） PART 2-保持架(MAT 3) PART 3-滾動(dòng)體(MAT 1) PART 4-內(nèi)圈(MAT 4) PART 5-載荷面(MAT 5)1）我們需要?jiǎng)?chuàng)建的接觸為3-1，3-2，3-4， 2）查看接觸對：10.11 或者我們可以直接創(chuàng)建PART號(hào)（比較容易設(shè)置接觸對）點(diǎn)擊LS-DYNA OPTION-PARTS OPTION-ADD PART OK1對應(yīng)滾動(dòng)體 2對應(yīng)外圈 3對應(yīng)保持架 4對應(yīng)內(nèi)圈 5對應(yīng)載荷面然后就查看接觸對LIST ENTITIES如上10.2 定義載荷與速度的參數(shù)：Parameters-array parameters-define/edit-Add 同樣的方法對V和T進(jìn)行定義：10.3施加速度：速度施加到載荷面上（PART N0：5）：10.4施加載荷：ANSYS中施加載荷需要有載荷的組元，因此我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)節(jié)點(diǎn)元，方法如下：1） 顯示載荷面單元SELECT-ENTITIES,彈出如下對話框，按下圖設(shè)置后點(diǎn)OK,然后PLOT-ELEMENTS，可得到載荷面有限元網(wǎng)格單元 PLOT-ELEMENTS2）創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)組元：SELECT-COMPONENT MANAGER 創(chuàng)建一個(gè)LOAD部件 至此我們創(chuàng)建了一個(gè)可以施加載荷的節(jié)點(diǎn)組元。3） 施加載荷：4） 施加約束： 選中外圈部分節(jié)點(diǎn)后，點(diǎn)OK,彈出如