一、几何建模
选择建模方法
- 可通过ANSYS自带的3D建模工具(如拉伸、旋转、镜像等)或导入CAD模型(如Pro/E)创建轴的几何形状。
- 对于复杂轴类零件(如带键槽、齿轮的传动轴),需使用几何编辑工具添加细节。
定义材料属性
- 在材料库中选择材料(如钢),并设置弹性模量(如2×10^11 MPa)、泊松比(0.3)等参数。
划分网格
- 选择整个实体,设置网格尺寸(如5mm),并确定网格密度以保证分析精度。
二、边界条件与载荷施加
定义边界条件
- 根据轴的实际约束情况,设置固定边界(如两端固定)或支撑边界(如单端支撑)。
施加载荷
- 添加轴向载荷、扭转载荷或径向载荷,并设置载荷方向和大小。
三、分析类型选择与执行
静力学分析
- 适用于轴在平衡状态下的应力、应变分析,可设置位移约束模拟实际工况。
- 通过“Static Analysis”功能模块执行分析,结果可查看应力分布、位移场等。
模态分析
- 用于分析轴的固有频率和振型,通过“Modal Analysis”功能实现。
- 需设置轴承弹性约束等边界条件,可获取前十阶固有频率及对应振型,为谐响应分析提供依据。
四、结果后处理与验证
查看结果
- 通过ANSYS的后处理模块(如应力云图、位移云图)直观展示分析结果。
- 对比理论计算值或实验数据,验证分析准确性。
优化设计
- 根据分析结果调整材料属性、载荷分布或结构形状,优化轴的力学性能。
注意事项
模型保存需为ANSYS专用格式(如`.x_t`),不同版本软件需注意版本兼容性。
复杂轴类零件建议先在CAD软件中完成精确建模,再导入ANSYS进行有限元分析。
通过以上步骤,可系统评估轴的力学性能,为工程设计和优化提供支持。