3.10 实例——轴承座的网格划分

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。

3.10.1 GUI方式

（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3-62所示。单击Add按钮，弹出Library of Element Types对话框，如图3-63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。

图3-62 Element Types对话框

图3-63 Library of Element Types对话框

（3）定义单元选项。在图3-62所示的Element Types对话框中单击Options按钮，弹出SOLID185 element type options对话框，在Element technology K2后面的下拉列表框中选择Simple Enhanced Strn选项，如图3-64所示，单击OK按钮，回到如图3-62所示的Element Types对话框中，单击Close按钮关闭该对话框。

图3-64 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。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3-65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窗口左上角的Material > Exit命令退出，材料属性定义完毕。

图3-65 定义材料属性

（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3-66所示，单击OK按钮。

图3-66 选择要删除的体

（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3-67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3-67 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3-68所示，选中Smart Size复选框，将下面的划块向左滑动，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。

图3-68 MeshTool工具栏

（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3-69所示。

图3-69 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3-70所示，单击OK按钮。

图3-70 Reflect Volumes对话框

（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，弹出如图3-71所示的对话框，在Label后面的下拉列表框中选择All选项，单击OK按钮。

图3-71 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3-72所示。

图3-72 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。

3.10.2 命令流方式

    RESUME, BearingBlock, db,
    /PREP7
    ET,1, SOLID185
    KEYOPT,1,2,3
    MPTEMP, , , , , , , ,
    MPTEMP,1,0
    MPDATA, EX,1, ,1.7E11
    MPDATA, PRXY,1, ,0.3
    FLST,2,4,6, ORDE,4
    FITEM,2,7
    FITEM,2,10
    FITEM,2,12
    FITEM,2,14
    VDELE, P51X, , ,1
    /PNUM, ELEM,0
    /VIEW, 1 ,1,2,3
    WPSTYLE, , , , , , , ,1
    KWPLAN, -1,     12,     14,     11
    FLST,2,4,6, ORDE,4
    FITEM,2,3
    FITEM,2,9
    FITEM,2,11
    FITEM,2,13
    VSBW, P51X
    ADRAG,     46, , , , , ,     78
    ADRAG,     49, , , , , ,     47
    VSBA,     11,     20
    VSBA,      9,      8
    VSBA,      9,     29
    KWPAVE,     18
    VSBW,      5
    SMRT,6
    SMRT,4
    ESIZE,0.125,0,
    FLST,5,8,6, ORDE,4
    FITEM,5,1
    FITEM,5, -4
    FITEM,5,6
    FITEM,5, -9
    CM, _Y, VOLU
    VSEL, , , , P51X
    CM, _Y1, VOLU
    CHKMSH, 'VOLU'
    CMSEL, S, _Y
    VSWEEP, _Y1
    CMDELE, _Y
    CMDELE, _Y1
    CMDELE, _Y2
    WPSTYLE, , , , , , , ,0
    FLST,3,8,6, ORDE,4
    FITEM,3,1
    FITEM,3, -4
    FITEM,3,6
    FITEM,3, -9
    VSYMM, X, P51X, , , ,0,0
    NUMMRG, ALL, , , , LOW
    EPLOT
    SAVE