2.8 实例——轴承座的实体建模
如图2-41所示为轴承座示意图，有4个安装孔，两个肋板，各部分尺寸是：底座长度、宽度、厚度分别为6、3、1；安装孔直径为0.75，孔中心距两边距离均为0.75。支撑部分：下部分长、厚、高分别为3、0.75、1.75；上部分半径为1.5，厚度为0.75。轴承孔中心位于支撑部分上下部分的连接处，两个沉孔尺寸分别为：大孔直径为2，深度为0.1875；小孔直径为1.7，深度为0.5625；肋板厚度为0.15。整个结构整体上具有对称性。
图2-41 轴承座示意图
轴承孔大沉孔承受轴瓦推力作用，大小为1000Pa，大沉孔承受轴承重力作用，大小为5000Pa，轴承座材料弹性模量为1.7×1011Pa，泊松比为0.3。分析轴承座的应力分布。
本例将按照建立几何模型，划分网格、加载、求解以及后处理查看结果的顺序在本章和以后的几章中依次介绍，以使读者对ANSYS的分析过程有一个初步的认识和了解，本章只介绍建立几何模型部分。
注意：本例作为参考例子，没有给出尺寸单位，读者在自己建立模型时，务必要选择好尺寸单位。
2.8.1 GUI方式
1．定义工作文件名和工作标题
（1）定义工作文件名。执行实用菜单中的Utility Menu > File > Change Jobname命令，在弹出的Change Jobname对话框中输入“Bearing Block”，并选中New log and error files？后面的Yes复选框，单击OK按钮，如图2-42所示。
图2-42 Change Jobname对话框
（2）定义工作标题。执行实用菜单中的Utility Menu > File > Change Title命令，在弹出的Change Title对话框中输入“The Bearing Block Model”，单击OK按钮，如图2-43所示。
图2-43 Change Title对话框
（3）重新显示。执行实用菜单中的Utility Menu > Plot > Replot命令。
2．生成轴承座底板
（1）生成矩形块。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Volumes >Block > By Dimensions命令，弹出Create Block by Dimensions对话框，按如图2-44所示输入数据，单击OK按钮。
图2-44 Create Block by Dimensions对话框
（2）打开Pan-Zoom-Rotate工具栏。执行实用菜单中的Utility Menu > PlotCtrls > Pan Zoom Rotate命令，弹出Pan-Zoom-Rotate工具栏，单击Iso按钮，生成结果如图2-45所示。
图2-45 生成结果
（3）显示工作平面。执行实用菜单中的Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane命令。
（4）平移工作平面。执行实用菜单中的Utility Menu > WorkPlane > Offset WP by Increments命令，弹出Offset WP对话框，在X, Y, Z Offsets文本框中输入“2.25,1.25,0.75”，单击Apply按钮；在XY, YZ, ZX Angles下面的文本框中输入“0, -90,0”，单击OK按钮。
（5）生成圆柱体。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Create > Volumes > Cylinder >Solid Cylinder命令，弹出Solid Cylinder对话框，按如图2-46所示输入数据，单击OK按钮。
图2-46 Solid Cylinder对话框
（6）复制生成另一个圆柱体。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Copy >Volumes命令，弹出Copy Volumes拾取框，用鼠标拾取刚生成的圆柱体，然后单击OK按钮，弹出Copy Volumes对话框，如图2-47所示，在DZ后面的文本框中输入“1.5”，单击OK按钮。
图2-47 Copy Volumes对话框
（7）进行体相减操作。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate >Booleans > Subtract > Volumes命令，弹出Subtract Volumes拾取框，拾取矩形块，单击OK按钮，然后拾取两个圆柱体，单击OK按钮，生成结果如图2-48所示。
图2-48 生成结果
3．生成支撑部分
（1）执行实用菜单中的Utility Menu > WorkPlane > Align WP with > Global Cartesian命令，使工作平面与总体笛卡尔坐标一致。
（2）生成支撑板。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Volumes >Block > By 2 Corners & Z命令，弹出Block by 2 Corners & Z对话框，按如图2-49所示输入数据，单击OK按钮。
图2-49 Block by 2 Corners & Z对话框
（3）偏移工作平面到支撑部分的前表面。执行实用菜单中的Utility Menu > WorkPlane > Offset WP to > Keypoints命令，弹出Offset WP to Keypoints拾取框，拾取刚创建的实体块左上角的点，单击OK按钮。
（4）生成支撑部分的上部分。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create >Volumes > Cylinder > Partial Cylinder命令，弹出Partial Cylinder对话框，按如图2-50所示输入数据，单击OK按钮，生成的结果如图2-51所示。
图2-50 Partial Cylinder对话框
图2-51 生成结果
4．在轴承孔位置建立圆柱体
执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Volume > Cylinder > Solid Cylinder命令，弹出Solid Cylinder对话框，在WP X、WP Y、Radius、Depth文本框中依次输入“0”“0”“1”“-0.1875”，单击Apply按钮应用设置；再次输入“0”“0”“0.85”“-2”，单击OK按钮。
5．体相减操作
（1）打开体编号控制器。执行实用菜单中的Utility Menu > PlotCtrls > Numbering命令，弹出Plot Numbering Controls对话框，选中Volume numbers后面的复选框，把Off改为On，单击OK按钮。
（2）执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Subtract >Volumes命令，弹出Subtract Volumes拾取框，先拾取编号为V1和V2的两个体，单击Apply按钮，然后拾取编号为V3的体，单击Apply按钮；再拾取编号为V6和V7的两个体，单击Apply按钮，拾取编号为V5的体，单击OK按钮。生成的结果如图2-52所示。
图2-52 生成结果
6．合并重合的关键点
执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Numbering Ctrls > Merge Items命令，弹出Merge Coincident or Equivalently Defined Items对话框，在Label后面的下拉列表框中选择Keypoints选项，如图2-53所示，单击OK按钮。
图2-53 Merge Coincident or Equivalently Defined Items对话框
7．生成肋板
（1）打开点编号控制器。执行实用菜单中的Utility Menu > PlotCtrls > Numbering命令，弹出Plot Numbering Controls对话框，选中Keypoint numbers后面的复选框，把Off改为On，单击OK按钮。
（2）创建一个关键点。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Keypoints >KP between KPs命令，弹出KP between KPs拾取框，用鼠标拾取编号为7和8的关键点，单击OK按钮，弹出如图2-54所示的对话框，单击OK按钮。
图2-54 KBETween options对话框
（3）创建一个三角形面。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Create > Areas >Arbitrary > Through KPs命令，弹出Create Areas through KPs拾取框，用鼠标拾取编号为9、14、15的关键点，单击OK按钮，生成三角形面。
（4）生成三棱柱肋板。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Extrude >Areas > Along Normal命令，弹出Extrude Areas by…对话框，拾取刚生成的三角形面，单击OK按钮，弹出Extrude Area along Normal对话框，如图2-55所示，在DIST后面的文本框中输入“-0.15”，单击OK按钮，生成的结果如图2-56所示。
图2-55 Extrude Area along Normal对话框
图2-56 生成结果
8．关闭工作平面及体、点编号控制器
执行实用菜单中的Utility Menu > WorkPlane > Display Working Plane命令关闭工作平面。执行实用菜单中的Utility Menu > PlotCtrls > Numbering命令，弹出Plot Numbering Controls对话框，选中Volume numbers和Keypoint numbers后面的复选框，把On改为Off，单击OK按钮。
9．镜像生成全部轴承座模型
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，出现Reflect Volumes对话框，如图2-57所示，单击OK按钮，生成的结果如图2-58所示。
图2-57 Reflect Volumes对话框
图2-58 生成结果
10．粘接所有体
执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Modeling > Operate > Booleans > Glue > Volumes命令，弹出Glue Volumes拾取框，单击Pick All按钮。至此，几何模型创建完毕。
11．保存几何模型
单击ANSYS Toolbar工具条中的SAVE_DB按钮，保存文件。
2.8.2 命令流方式
/FILNAME, Bearing Block
/TITLE, The Bearing Block Model
/PREP7
BLOCK, ,3, ,1, ,3,
/VIEW, 1 ,1,1,1
WPSTYLE, , , , , , , ,1
wpoff,2.25,1.25,0.75
wprot,0, -90,0
CYL4, , ,0.375, , , , -1.5
FLST,3,1,6, ORDE,1
FITEM,3,2
VGEN,2, P51X, , , , ,1.5, ,0
FLST,3,2,6, ORDE,2
FITEM,3,2
FITEM,3, -3
VSBV, 1, P51X
WPCSYS, -1,0
BLC4,0,1,1.5,1.75,0.75
KWPAVE, 16
CYL4,0,0,0,0,1.5,90, -0.75
CYL4,0,0,1, , , , -0.1875
CYL4,0,0,0.85, , , , -2
FLST,2,2,6, ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2, -2
VSBV, P51X, 3
FLST,2,2,6, ORDE,2
FITEM,2,6
FITEM,2, -7
VSBV, P51X, 5
NUMMRG, KP, , , , LOW
KBETW,8,7,0, RATI,0.5,
FLST,2,3,3
FITEM,2,9
FITEM,2,14
FITEM,2,15
A, P51X
VOFFST,3, -0.15, ,
WPSTYLE, , , , , , , ,0
FLST,3,4,6, ORDE,2
FITEM,3,1
FITEM,3, -4
VSYMM, X, P51X, , , ,0,0
FLST,2,8,6, ORDE,2
FITEM,2,1
FITEM,2, -8
VGLUE, P51X
SAVE