2.7 实例——轴承座的实体建模
如图2-27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的上下部分的连接处，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2-27 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。
2.7.1 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后面的复选框，单击OK按钮，如图2-28所示。
图2-28 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2-29所示。
3）重新显示。执行实用菜单中的Utility Menu>Plot>Replot命令。
图2-29 Change Title对话框
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2-30所示输入数据，单击OK按钮。
图2-30 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2-31所示。
图2-31 生成矩形块
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2-32所示输入数据，单击OK按钮。
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2-33所示，在DZ后面的文本框中输入1.5，单击OK按钮。
图2-32 Solid Cylinder对话框
图2-33 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2-34所示。
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儿坐标一致。
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2-35所示输入数据，单击OK按钮。
图2-34 生成轴承座底板
图2-35 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2-36所示输入数据，单击OK按钮，生成的结果如图2-37所示。
图2-36 Partial Cylinder对话框
图2-37 生成支撑部分
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2-38所示。
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 Type of item to be merge后面的下拉列表框中选择Keypoints选项，如图2-39所示，单击OK按钮。
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。
图2-38 建立圆柱体和体相减操作
图2-39 Merge Coincident or Equivalently Defined Items对话框
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2-40所示的对话框，单击OK按钮。
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2-41所示，在DIST Length of extrusion后面的文本框中输入-0.15，单击OK按钮，生成的结果如图2-42所示。
图2-40 KBETween options对话框
图2-41 Extrude Area along Normal对话框
图2-42 生成肋板
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2-43所示，单击OK按钮，生成的结果如图2-44所示。
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。
图2-43 Reflect Volumes对话框
图2-44 生成轴承座
2.7.2 命令流方式
