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。
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3-41所示。单击Add按钮,弹出Library of Element Types对话框,如图3-42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,此时在Element Types对话框中会出现所选单元的相应信息。
3)定义单元选项。
在图3-41所示的Element Types对话框中单击Options按钮,弹出SOLID185 element type options对话框,如图3-43所示。在Element technology K2后面的下拉列表框中选择Simple Enhanced Strn选项,单击OK按钮,回到图3-41所示的Element Types对话框中,单击Close按钮关闭该对话框。
图3-41 Element Types对话框
图3-42 Library of Element Types对话框
图3-43 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3-44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3-44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窗口中的菜单Material>Exit命令退出,材料属性定义完毕。
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3-45所示,单击OK按钮。
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3-46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3-44 定义材料属性
图3-45 选择要删除的体
图3-46 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,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3-47所示,选中Smart Size复选框,将下面的滑块向左滑动,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。
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3-48所示。
图3-47 MeshTool工具栏
图3-48 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3-49所示,单击OK按钮。
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,弹出Merge Comcident or Equivalently Defined Items对话框,如图3-50所示,在Label后面的下拉列表框中选择All选项,单击OK按钮。
图3-49 Reflect Volumes对话框
图3-50 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3-51所示。
图3-51 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。