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轴承座装配体的有限元分析詹军;徐向荣;尹忠杰【摘要】轴承座在机械领域的运用十分广泛,基于ANSYS软件对轴承座装配体进行强度和变形分析.先通过建立模型、选择单元类型、划分网格、施加边界条件等步骤建立轴承座的有限元模型,再对轴承座进行变形和强度分析,找出结构最易破坏的位置.分析结果表明:轴承座产生的变形主要集中螺栓上和轴承座座体以及底板的连接处,最大等效应力也出现在螺栓中间部位,在筋板与轴承座接触区域存在应力集中.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2016(029)005【总页数】4页(P9-11,14)【关键词】轴承座装配体;有限元分析;变形分析;强度分析【作者】詹军;徐向荣;尹忠杰【作者单位】安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山 243072;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山 243072;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243072【正文语种】中文【中图分类】TG95作为工业领域中不可或缺的配件，轴承座在汽车、航空、冶金、矿山等行业的应用越来越广泛［1］。
轴承座不仅为轴提供支撑，还承受轴传递的各种载荷。
轴承的寿命与轴承座的设计是分不开的。
如果轴承座设计和制造不当，将导致轴承受力不均，降低轴承寿命［2］。
同时由于轴承座长时间处于交变荷载或冲击荷载的作用，因而对于其变形和强度的分析显得尤为重要。
有限单元法是利用电子计算机进行数值模拟分析的方法，ANSYS软件作为一个功能强大、应用广泛的有限元分析软件，不仅有几何建模的模块，而且也支持其他主流三维建模软件，目前在工程技术领域中的应用十分广泛，其有限元计算结果已成为各类工业产品设计和性能分析的可靠依据［3］。
笔者在基于有限元分析软件ANSYS的基础上对如图1所示的轴承座装配体进行有限元分析和设计优化，计算准确，分析合理，对实际生产过程有很大的帮助。
在ANSYS中建立模型的方法主要有:由下至上、由上至下及混合建模三种建模方法。
由下至上建模是利用用户图形（UI）交互功能，先建立基本图形元素，例如点，线条或线框，而后生成面，由面生成体（volume），即由基本图形元素生成高级图形元素；由下至上建模方法，先生成体（volume），而后利用系统提供的布尔运算功能，雕琢生成具体零部件；混合建模是两种方法的配合使用。
基于ANSYS WORKBENCH得装配体有限元分析模拟装配体得本质就就是设置零件与零件之间得接触问题。
装配体得仿真所面临得问题包括:(1)模型得简化。
这一步包含得问题最多。
实际得装配体少得有十几个零件,多得有上百个零件。
这些零件有得很大,如车门板;有得体积很小,如圆柱销;有得很细长,如密封条;有得很薄且形状极不规则,如车身;有得上面钻满了孔,如连接板;有得上面有很多小突起,如玩具得外壳。
在对一个装配体进行分析时,所有得零件都应该包含进来吗？或者我们只分析某几个零件？对于每个零件,我们可以简化吗？如果可以简化,该如何简化？可以删除一些小倒角吗？如果删除了,就是否会出现应力集中？就是否可以删除小孔,如果删除,就是否会刚好使得应力最大得地方被忽略？我们可以用中面来表达板件吗？如果可以,那么,各个中面之间如何连接？在一个杆件板件混合得装配体中,我们可以对杆件进行抽象吗？或者只就是用实体模型？如果我们做了简化,那么这种简化对于结果造成了多大得影响,我们可以得到一个大致得误差范围吗？所有这些问题,都需要我们仔细考虑。
(2)零件之间得联接。
装配体得一个主要特征,就就是零件多,而在零件之间发生了关系。
我们知道,如果零件之间不能发生相对运动,则直接可以使用绑定得方式来设置接触。
如果零件之间可以发生相对运动,则至少可以有两种选择,或者我们用运动副来建模,或者,使用接触来建模。
如果使用了运动副,那么这种建模方式对于零件得强度分析会造成多大得影响？在运动副得附近,我们所计算得应力其精确度大概有多少？什么时候需要使用接触呢？又应该使用哪一种接触形式呢？(3)材料属性得考虑。
在一个复杂得装配体中所有得零件,其材料属性多种多样。
我们在初次分析得时候,可以只考虑其线弹性属性。
但就是对于高温,重载,高速情况下,材料得属性不再局限于线弹性属性。
此时我们恐怕需要了解其中得每一种材料,它就是超弹性得吗？就是哪一种超弹性得？它发生了塑性变形吗？该使用哪一种塑性模型？它就是粘性得吗？它就是脆性得吗？它得属性随着温度而改变吗？它发生了蠕变吗？就是否存在应力钢化问题？如此众多得零件,对于每一个零件,我们都需要考察其各种各样得力学属性,这真就是一个丰富多彩得问题。
基于ANＳＹS ＷＯRKBEＮCH的装配体有限元分析模拟装配体的本质就是设置零件与零件之间的接触问题。
装配体的仿真所面临的问题包括:(1）模型的简化。
这一步包含的问题最多。
实际的装配体少的有十几个零件，多的有上百个零件。
这些零件有的很大,如车门板；有的体积很小,如圆柱销;有的很细长,如密封条;有的很薄且形状极不规则,如车身；有的上面钻满了孔,如连接板;有的上面有很多小突起，如玩具的外壳。
在对一个装配体进行分析时,所有的零件都应该包含进来吗?或者我们只分析某几个零件?对于每个零件，我们可以简化吗?如果可以简化，该如何简化?可以删除一些小倒角吗？如果删除了，是否会出现应力集中？是否可以删除小孔，如果删除，是否会刚好使得应力最大的地方被忽略?我们可以用中面来表达板件吗？如果可以，那么,各个中面之间如何连接？在一个杆件板件混合的装配体中,我们可以对杆件进行抽象吗？或者只是用实体模型?如果我们做了简化,那么这种简化对于结果造成了多大的影响,我们可以得到一个大致的误差范围吗?所有这些问题,都需要我们仔细考虑。
（2）零件之间的联接。
装配体的一个主要特征，就是零件多,而在零件之间发生了关系。
我们知道,如果零件之间不能发生相对运动,则直接可以使用绑定的方式来设置接触。
如果零件之间可以发生相对运动,则至少可以有两种选择，或者我们用运动副来建模，或者，使用接触来建模。
如果使用了运动副，那么这种建模方式对于零件的强度分析会造成多大的影响？在运动副的附近,我们所计算的应力其精确度大概有多少？什么时候需要使用接触呢?又应该使用哪一种接触形式呢？(3)材料属性的考虑。
在一个复杂的装配体中所有的零件,其材料属性多种多样。
我们在初次分析的时候,可以只考虑其线弹性属性。
但是对于高温,重载,高速情况下，材料的属性不再局限于线弹性属性。
此时我们恐怕需要了解其中的每一种材料,它是超弹性的吗？是哪一种超弹性的?它发生了塑性变形吗?该使用哪一种塑性模型?它是粘性的吗?它是脆性的吗?它的属性随着温度而改变吗？它发生了蠕变吗？是否存在应力钢化问题？如此众多的零件,对于每一个零件,我们都需要考察其各种各样的力学属性,这真是一个丰富多彩的问题。
联轴器装配体有限元分析刘永恒;徐向荣;黄楷;吕彪强【摘要】采用ANSYS软件对联轴器装配体实际工作情况进行力学仿真,计算并分析其各个组成部分的应力和变形情况,作为结构优化设计的理论依据.由分析得知,螺栓上出现了最大应力,键和键槽上均存在应力集中现象.针对零件可靠性及装配体安全性给出了改进方案.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】3页(P39-41)【关键词】联轴器装配体;有限元分析;变形分析;强度分析【作者】刘永恒;徐向荣;黄楷;吕彪强【作者单位】安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032;安徽工业大学机械工程学院,安徽马鞍山243032【正文语种】中文【中图分类】TH350 引言联轴器作为重要传动零件，在冶金机械及汽车等行业中起到了举足轻重的作用。
实际工作过程中，联轴器依靠摩擦力在两轴之间传递转矩和运动，其承受交变载荷，存在发生疲劳破坏的安全隐患，需要对其进行必要的强度分析和变形分析，以保证传动过程的可靠性和安全性。
ANSYS软件具有强大的数值模拟和计算功能，它支持SolidWorks等建模软件中的文件导入，因而在工程应用中备受青睐，其有限元计算结果已作为判据在工业产品的研发中广为应用。
本文基于ANSYS软件仿真联轴器实际工作情况，根据变形和应力计算结果分析其结构存在的安全隐患，从而更有针对性地进行优化方案设计，力求用最经济的方式实现较高的安全性能。
图1即为分析对象。
1 模型建立图1 联轴器模型所要分析联轴器型号为GY7的凸缘联轴器，轴孔直径55 mm。
其装配体结构较为复杂，若在ANSYS中采用混合建模的方法，需要进行繁琐的布尔操作，工作量大，且出现错误后修改较为麻烦。
对于零件较多的联轴器装配体来说，可以在其他三维建模软件中建立模型，然后导入ANSYS 中进行分析，可以使建模效率显著提高。
装配式叠合板吊装的有限元分析摘要：装配式构件吊装是装配式建筑施工必不可少的环节，其中叠合板吊装数量大，且吊装方式有着其它构件不同的特点。
本文通过对叠合板吊装方案的讨论，确定出可行且经济的吊装方式，并通过理论计算与有限元模拟分析相结合的方法对采用钢梁或钢桁架进行吊装进行抗拉、抗弯、抗裂强度验算。
通过对采用钢梁和钢桁架吊装的对比分析，得到采用钢梁和钢桁架吊装都能满足抗弯、抗拉及抗裂性能要求。
但钢梁吊装减轻了整体吊装重量和减少了钢桁架的制作成本，更具有经济优势。
采用钢梁吊装的吊装方案更合理，为进一步解决工程实践问题提供了借鉴。
关键词：装配式叠合板；吊装；计算；有限元模拟0前言装配式混凝结构在施工中需要吊装的构件包括了预制混凝剪力内外墙板、预制钢筋混凝土阳台板、预制钢筋混凝土空调板、钢筋混凝土板式楼梯和钢筋混凝土叠合板等，其中，预制混凝土叠合板相对其它预制板较薄，预制层厚度一般只有 50～70 mm, 在吊运过程中极易出现开裂问题，当构件出现裂缝后，除了影响其受力性能，外界的侵蚀性介质渗入会使钢筋的寿命受到影响，一旦作用意外荷载，构件可能突然破坏[1]。
因此，本文将重点讨论和研究预制叠合板的吊装。
1叠合板吊运方案叠合板属于水平受力构件，所以无论在脱模起吊还是施工现场的吊运，都应该采用平吊的方式进行吊装，即叠合板在吊装过程中其轴线或中面保持水平状态。
由于一个项目所需叠合板的类型是多样的，一般根据叠合板的尺寸、质量以及现场施工条件的影响，从而利用分配梁或分配桁架的方式进行起吊，而部分叠合板现场直接采用单点方式（图1）。
根据项目施工的情况，绝部分叠合板的尺寸偏大，叠合板的吊运主要采用前两种方案，对于同一种尺寸的预制板，两种方案的受力状态不同，在第一种方案能满足要求的情况，第二种方案若能满足，则能减轻吊装的整体重量，也能节省制作各种尺寸分配桁架的费用，经济合理。
下面对这两种吊运方案的受力进行分析，同时分别对其进行是否满足要求的标准验算。
第13章有限元分析的装配技术第1节基本知识一、模型的归档与模型的合并装配在实际问题中，创建的有限元模型最后必须装配起来形成部件或装配体。
将每个有限元模型按一定规则写出，供装配时调用的过程叫模型的归档；将归档的不同有限元模型装配起来，就是模型的合并过程，在模型的合并过程中必须注意合并模型的各种实体对象和属性参数编号的冲突，避免发生重用编号等问题。
ANSYS提供了进行模型合并装配的功能，执行菜单Main Menu>Preprocessor>Archive> Model，有两个选项：一个是Write，用于写出各零件模型；另一个是Read，用于读入各个零件模型。
1．模型的归档—写出执行菜单路径Main Menu>Preprocessor>Archive> Model>Write，弹出如图13-1所示的模型归档—写出模型文件对话框，各项设置如下。
●Data to Archive：选择All Associated FE and IGES（2 file），写出IGES文件和所有有限元模型及其相关文件信息，包括几何信息、材料属性、组件数据。
●Archive file：输入归档模型文件名，文件后缀为cdb。
●IGES file：输入IGES格式文件。
图13-1 模型归档—写出设置2．模型的归档读入执行菜单路径Main Menu>Preprocessor>Archive> Model>Read，弹出如图13-2所示的模型归档—读入模型文件对话框，各项设置如下。
●Data to Archive：选择All Associated FE and IGES（2 file），读入IGES文件和所有有限元模型及其相关文件信息，包括几何信息、材料属性、组件数据。
●Archive file：输入归档模型文件名，文件后缀为cdb。
●IGES file：输入IGES格式文件。
第13章有限元分析的装配技术第1节基本知识一、模型的归档与模型的合并装配在实际问题中，创建的有限元模型最后必须装配起来形成部件或装配体。
将每个有限元模型按一定规则写出，供装配时调用的过程叫模型的归档；将归档的不同有限元模型装配起来，就是模型的合并过程，在模型的合并过程中必须注意合并模型的各种实体对象和属性参数编号的冲突，避免发生重用编号等问题。
ANSYS提供了进行模型合并装配的功能，执行菜单Main Menu>Preprocessor>Archive> Model，有两个选项：一个是Write，用于写出各零件模型；另一个是Read，用于读入各个零件模型。
1．模型的归档—写出执行菜单路径Main Menu>Preprocessor>Archive> Model>Write，弹出如图13-1所示的模型归档—写出模型文件对话框，各项设置如下。
●Data to Archive：选择All Associated FE and IGES（2 file），写出IGES文件和所有有限元模型及其相关文件信息，包括几何信息、材料属性、组件数据。
●Archive file：输入归档模型文件名，文件后缀为cdb。
●IGES file：输入IGES格式文件。
图13-1 模型归档—写出设置2．模型的归档读入执行菜单路径Main Menu>Preprocessor>Archive> Model>Read，弹出如图13-2所示的模型归档—读入模型文件对话框，各项设置如下。
●Data to Archive：选择All Associated FE and IGES（2 file），读入IGES文件和所有有限元模型及其相关文件信息，包括几何信息、材料属性、组件数据。
●Archive file：输入归档模型文件名，文件后缀为cdb。
●IGES file：输入IGES格式文件。
装配体有限元分析方法研究匙皓;杨林;唐晓晓【摘要】为了解决装配体有限元分析方法在构建有限元模型的难题,以大连丰汇石油设备制造有限公司的设备的传动机构为例,研究了利用装配体有限元分析法对整机构建有限元模型,介绍了轴承有限元简化和MPC算法在构建有限元模型的应用.结果表明,运用此方法对该设备的传动机构进行有限元分析,使分析结果更接近真实情况.为今后装配体有限元分析法在构建有限元模型方面提供了一个更有效实用的手段.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2017(030)002【总页数】3页(P78-79,82)【关键词】传动机构;装配体;有限元分析【作者】匙皓;杨林;唐晓晓【作者单位】沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳 110870;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳 110870;沈阳工业大学机械工程学院,辽宁沈阳 110870【正文语种】中文【中图分类】TP391在结构分析问题中,对装配体结构进行整体分析可以更加真实的模拟实际结构工作状态,获得更精确的分析结果,但装配体结构分析技术也一直是工程结构分析问题中的难点。
以大连丰汇石油设备制造有限公司的某设备为研究对象,应用装配体有限元方法对设备的整体结构进行分析,研究有限元法在解决复杂装配体结构分析问题中建立力学模型和运动副的简化方法。
1.1 传动机构的力学模型对于单个结构件进行有限元分析,只需将结构件模型导入有限元分析模块即可,而对于由多个零件组成的传动机构,要进行有限元分析,要对装配体模型进行建模[1]。
采用Creo2.0对该设备的传动机构进行建模,模型如图1所示。
该机构由六个曲曲柄滑块机构均布组成,机构简图如如图2所示。
1.2 有限元网格划分在Creo2.0建完模型后保存为.STP格式的文件,导入HYPERMESH里,设置好材料属性后进行网格划分。
因传动机构的模型比较复杂,所以采用ANSYS中具有对不规则形状具有较好精度的,SOLID186实体20节点单元对传动机构进行网格划分。
