基于ANSYS的轧机轴承座的有限元分析

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

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。-个可靠的轴承座对于减轻轴的偏心振动，保证机械设备的作业具有重要作用。但由于轴承座的形状复杂，传统的解析法在计算轴承座的承载性能时存在较大误差。

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-个功能强大、应用广泛的有限元分析软件，不仅有几何建模的拈，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。文章在基于有限元分析软件 ANSYS的基础上对短应力线轧机轴承座的承载特性进行分析。

2 轴承座有限元模型2.1 建立轴承座有限元模型轴承座为左右对称结构，ANSYS在INVENTOR中建立该轴承座三维模型，通过接口导入ANSYS中，如图 1所示。该短应力线轧机轴承座采用 Solid186单元，此单元是-个高阶3维 20节点固体结构单元，每个节点有 3个沿 x、Y和 z方向平移的自由度，具有二次位移模式，主要适用于位移、变形等方面。如果要求精度高，可较好地剖分；如果要求精度不高，由于单元本身是高阶单元，使用稍微弱-点的网格也可行，能够用于不规则形状，且不会在精度上有任何损失。材料属性为 ZG35CrMo，其弹性模量E：2.13El1Pa，泊松比 0.25，密度p7870 kg/m。，抗拉强度trb 1>685MPa。

2.2 网格划分网格划分的过程就是结构离散化的过程，通常图 1 轴承座模型划分的单元越多越密集，就越能反映实际结构状况，计算精度越高，计算工作量越大，计算时间增长。由于轴承座结构属于局部不规则几何体，因此采用 自动划分法进行网格划分，该划分方法能够在规则与不规则几何体之间自动切换，将单元尺寸设置为 SIZE2，得到轴承座有限元模型的总节点数为 197053，总单元数为 l17921，如图2所示。

图 2 轴承座网格划分2.3 载荷与边界条件上部轴承座在轧制过程中的受力情况如图 3所示。根据轴承座的受力特点，以力载荷的形式施加到模型上，本文假设轧制力 P5500kN，A处为轴承座承受0.7倍的轧制力，即P13850kN，D、E处为尸尸1925kN，C处为标准的地球重力加速度。轴承座在 B处与导轨把合，可以z向移动，限制了x和 Y方向的移动以及 x、Y、z方向的转动，共限制了5个自由度，与实际作业情况基本相符。

3 计算结果分析3.1 弹性变形分析轴承座在轧制力的作用下产生的变形结果如图(下转第 12页)- 5 -