ANSYS 15.0有限元分析从入门到精通 (清华社视频大讲堂大系)
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3.11 实例—轴承座的网格划分

本节将继续对第2章中建立的轴承座进行网格划分，生成有限元模型。

3.11.1 GUI方式

（1）打开轴承座几何模型BearingBlock.db文件。

（2）选择单元类型。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Element Type >Add/Edit/Delete命令，弹出Element Types对话框，如图3-69所示。单击Add按钮，弹出Library of Element Types对话框，如图3-70所示，在左边的列表框中选择Structural Mass > Solid选项，在右边的列表框中选择Brick 8 node 185选项，即选择实体185号单元。单击OK按钮，如图3-69所示。此时在Element Types对话框中会出现所选单元的相应信息。

图3-69 Element Types对话框

图3-70 Library of Element Types对话框

（3）定义单元选项。

在图3-69所示的Element Types对话框中单击Options按钮，弹出SOLID185 element type options对话框，在Element technology K2后面的下拉列表框中选择Simple Enhanced Strn选项，如图3-71所示，单击OK按钮，回到图3-69所示的Element Types对话框中，单击Close按钮关闭该对话框。

图3-71 SOLID185 element type options对话框

（4）定义材料属性。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Material Props > Material Models命令，弹出Define Material Model Behavior窗口，如图3-72所示。在右边的Material Models Available列表框中依次选择Structural > Linear > Elastic > Isotropic选项，弹出Linear Isotropic Properties for Material Number 1对话框，如图3-72所示。在EX后面的文本框中输入1.73E+011（弹性模量），在PRXY后面的文本框中输入0.3（泊松比），单击OK按钮，然后选择Define Material Model Behavior窗口左上角的Material >Exit命令退出，材料属性定义完毕。

图3-72 定义材料属性

（5）转换视图。

执行实用菜单中的Unitity Menu > PlotCtrls > Pan Zoom Rotate命令，弹出Pan-Zoom-Rotate对话框，单击按钮，然后单击Close按钮关闭。

（6）根据对称性删除一半体。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Delete > Volume and Below命令，弹出Delete Volume & Below拾取框，用鼠标拾取对称面左边的体，如图3-73所示，单击OK按钮。

图3-73 选择要删除的体

（7）打开点、线、面、体编号控制器

执行实用菜单中的Unitity Menu > PlotCtrls > Numbering命令，弹出Plot Numbering Controls对话框，如图3-74所示，分别选中KP、LINE、AREA、VOLU后面的复选框，把Off改为On，单击OK按钮。

图3-74 Plot Numbering Controls对话框

（8）转换视图。

执行实用菜单中的Unitity Menu > PlotCtrls > Pan Zoom Rotate命令，弹出Pan-Zoom-Rotate对话框，单击按钮，然后单击Close按钮关闭。

（9）显示工作平面。

执行实用菜单中的Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane命令。

（10）切分轴承座底座。

执行实用菜单中的Unitity Menu > WorkPlane > Align WP with > Keypoints命令，弹出关键点拾取框，用鼠标依次拾取编号为12、14、11的关键点，单击OK按钮。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Divide > Volu by WorkPlane命令，弹出Divide Vol by WorkPlane拾取框，单击Pick All按钮。

（11）对轴承孔生成圆孔面。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Extrude > Lines > Along lines命令，弹出Sweep Lines along Lines拾取框，拾取编号为L46的线，单击Apply按钮，然后拾取编号为L78的线，单击Apply按钮，可以看到生成的曲面A20。再拾取编号为L49的线，单击Apply按钮，然后拾取编号为L47的线，单击OK按钮，可以看到生成的曲面A29。

（12）利用新生成的面分割体。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Divide > Volu by Area命令，弹出Divide Vol by Area拾取框，用鼠标拾取编号为V11的体（可以随时关注拾取框中的拾取反馈，例如Volu NO．就显示了鼠标拾取体的编号），单击Apply按钮，然后拾取刚刚生成的面A20，再单击Apply按钮，再拾取编号为V9的体，单击Apply按钮，拾取刚刚生成的面A29，单击OK按钮。

（13）平移工作平面、对体进行分割。

执行实用菜单中的Unitity Menu > WorkPlane > Offset WP to > Keypoints命令，弹出Offset WP to >Keypoints拾取框，用鼠标拾取编号为18的点，单击OK按钮。

然后执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Divide > Volu by WorkPlane命令，弹出Divide Vol by WorkPlane拾取框，拾取编号为V5的体，单击OK按钮。

（14）关闭点、线、面、体编号控制器。

执行实用菜单中的Unitity Menu > PlotCtrls > Numbering命令，弹出Plot Numbering Controls对话框，如图3-74所示，分别选中KP、LINE、AREA、VOLU后面的复选框，把On改为Off，单击OK按钮。

（15）进行划分网格设置。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Meshing > MeshTool命令，弹出MeshTool工具栏，如图3-75所示，选中Smart Size复选框，将下面的划块向左滑动，使下面的数值变为4，然后单击Global后面的Set按钮，弹出Global Element Sizes对话框，在Size Element edge length后面的文本框中输入0.125，然后单击OK按钮。在MeshTool工具栏下面选中Hex/Wedge和Sweep单选按钮，其他选项默认，然后单击Sweep按钮，弹出Volume Sweeping对话框，单击Pick All按钮，网格划分完毕后，单击OK按钮。

图3-75 MeshTool工具栏

（16）隐藏工作平面。

执行实用菜单中的Unitity Menu > WorkPlane > Display Working Plane命令，生成的结果如图3-76所示。

图3-76 网格划分结果

（17）镜像生成另一半模型。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Reflect > Volumes命令，弹出Reflect Volumes拾取框，单击Pick All按钮，弹出Reflect Volumes对话框，如图3-77所示，单击OK按钮。

图3-77 Reflect Volumes对话框

（18）合并重合面上的关键点和节点。

执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items命令，如图3-78所示，在Label后面的下拉列表框中选择All选项，单击OK按钮。

图3-78 Merge Coincident or Equivalently Defined Items对话框

（19）显示有限元网格。

执行实用菜单中的Unitity Menu > Plot > Elements命令，最后生成的结果如图3-79所示。

图3-79 轴承座有限元模型

（20）保存有限元模型。

单击ANSYS Toolbar工具条中的SAVE_DB按钮，保存文件。

3.11.2 命令流方式

        RESUME, BearingBlock, db,
        /PREP7
        ET,1, SOLID185
        KEYOPT,1,2,3
        MPTEMP, , , , , , , ,
        MPTEMP,1,0
        MPDATA, EX,1, ,1.7E11
        MPDATA, PRXY,1, ,0.3
        FLST,2,4,6, ORDE,4
        FITEM,2,7
        FITEM,2,10
        FITEM,2,12
        FITEM,2,14
        VDELE, P51X, , ,1
        /PNUM, ELEM,0
        /VIEW, 1 ,1,2,3
        WPSTYLE, , , , , , , ,1
        KWPLAN, -1,     12,     14,     11
        FLST,2,4,6, ORDE,4
        FITEM,2,3
        FITEM,2,9
        FITEM,2,11
        FITEM,2,13
        VSBW, P51X
        ADRAG,     46, , , , , ,     78
        ADRAG,     49, , , , , ,     47
        VSBA,     11,     20
        VSBA,      9,      8
        VSBA,      9,     29
        KWPAVE,     18
        VSBW,      5
        SMRT,6
        SMRT,4
        ESIZE,0.125,0,
        FLST,5,8,6, ORDE,4
        FITEM,5,1
        FITEM,5, -4
        FITEM,5,6
        FITEM,5, -9
        CM, _Y, VOLU
        VSEL, , , , P51X
        CM, _Y1, VOLU
        CHKMSH, 'VOLU'
        CMSEL, S, _Y
        VSWEEP, _Y1
        CMDELE, _Y
        CMDELE, _Y1
        CMDELE, _Y2
        WPSTYLE, , , , , , , ,0
        FLST,3,8,6, ORDE,4
        FITEM,3,1
        FITEM,3, -4
        FITEM,3,6
        FITEM,3, -9
        VSYMM, X, P51X, , , ,0,0
        NUMMRG, ALL, , , , LOW
        EPLOT
        SAVE
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