打開軟件，開始 -> ANSYS 17.0 -> Mechanical APDL 17.0。

Utility Menu中，File -> Change Directory …，在“瀏覽文件夾”對話框中選擇想要存放該工作的文件夾，然后確定。

Utility Menu中，File -> Change Jobname …，在“Change Jobname”對話框中更改該工作的名字為“bearingBlock”，后OK確定。

Utility Menu中，File -> Change Title …，在“Change Title”對話框中輸入標題“Analysis of a bearing block”，OK確定。

Main Menu中，點開Preferences，勾選Structural，OK確認。

 前處理

ANSYS Mechanical APDL中無需指定單位，只需要保證物理量量綱統一即可。

Main Menu中，Preprocessor -> Element Type -> Add/Edit/Delete，

在Element Types對話框中點擊Add…，

在Library of Element Types對話框中選擇單元類型為Solid，Brick中的20 node 186，然后OK，關閉Library of Element Types對話框。

Main Menu中，Preprocessor -> Material Props -> Material Models，

在打開的Define Material Model Behavior窗口中，選擇Structural -> Linera -> Elastic -> Isotropic，

在打開的對話框中的EX輸入彈性模量為2e11，單位為Pa，PRXY為泊松比，指定為0.3，OK確認。

選擇Structural -> Density，輸入密度為1930，單位是k g/m³_，OK確認。

原模型為對稱結構，故只要創建一半模型即可。

 #2.4.1 創建基座 

• 創建長方體結構

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Volumes -> Block -> By Dimensions，

輸入 (X1,X2)=(0,0.003)，(Y1,Y2)=(0,0.001)，(Z1,Z2)=(0,0.003)。

工具條右上方Isometric View查看正等軸側三維視圖

• 創建工作平面坐標系

Utility Menu -> Work Plane -> Offset WP by Increments，

在X,Y,Z Offsets中輸入0.00225,0.00125,0.00075，

在XY,YZ,ZX Angles中輸入0,-90,0，

OK。即完成了平移加旋轉的坐標系移動創建。

• 創建圓孔

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Volumes -> Cylinder -> Solid Cylinder，

WP X、WP Y、Radius、Depth中分別輸入0、0、0.00075/2、-0.0015，OK。

• 復制圓柱

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Copy -> Volumes，

單擊選中圓柱體，Apply，

在Copy Volumes對話框中輸入圓柱距工作坐標系WP原點的絕對坐標值

(DX DY DX) = (0,0,0.0015)，完成復制。

• 布爾運算從長方體中減去兩個圓柱體

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Operate -> Booleans -> Substract -> Volumes，

選擇長方體，Apply；再選擇兩個圓柱體作為減去部分，OK。

注：如果鼠標選擇較難的話，可以直接在框中輸入Volume的編號，即1減去2,3即可。

 #2.4.2 重設工作平面坐標系 

• 重設工作平面坐標系

Utility Menu -> WorkPlane -> Align WP with -> Global Cartesian。

• 創建支撐下半部分的立方體

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Volumes -> Blocks -> By 2 corners & z

 #2.4.3 創建支撐上半部分（1/4圓柱體） 

• 將WP移至圓心處

Utility Menu -> WorkPlane -> Offset WP to -> Keypoints，

拾取支撐前表面的左上角，OK。

• 創建1/4實心圓柱

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Volumes -> Cylinder -> Partial Cylinder，

WP X、WP Y、Rad-1、Theta-1、Rad-2、Theta-2、Depth中分別輸入0、0、0、0、0.0015、90、-0.00075，OK。

• 創建實心圓柱

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Volumes -> Cylinder -> Solid Cylinder，

WP X、WP Y、Radius、Depth中分別輸入0、0、0.001、-0.0001875，OK。

•  減去實心圓柱

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Operate -> Booleans -> Substract -> Volumes，

選擇1/4圓柱和凸臺部分，作為被減部分，Apply；再選擇大圓柱體作為減去部分，OK。

• 再創建實心圓柱

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Volumes -> Cylinder -> Solid Cylinder，

WP X、WP Y、Radius、Depth中分別輸入0、0、0.00085、-0.002，OK。

• 減去實心圓柱

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Operate -> Booleans -> Substract -> Volumes，

選擇1/4圓柱和凸臺部分，作為被減部分，Apply；再選擇剛剛新建的圓柱體作為減去部分，OK。

 #2.4.4 創建三角形支撐部分 

• 在底座上表面創建關鍵點

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Keypoints -> KP between KPs，

底座處沿著上角依次選擇倆點，Apply，

KBETween Options中設置RATI選項，Value輸入0.5，OK，

創建好了關鍵點。

• 生成三角形面

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Create -> Areas -> Arbitrary -> Through KPs，

依次選擇三個點，剛才創建的點，三角面支撐下部點，三角面支撐上部點，OK。

•  生成三棱體

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Operate -> Extrude -> Areas -> Along Normal，

選擇三角面，OK，
DIST中輸入-0.00015，OK，生成三角支撐體。

 #2.4.5 生成整個模型 

• 組合體（將部分粘和為一個整體）

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Operate -> Booleans -> Glue -> Volumes，

Pick All即可。

再點下Isometric Vies即可看到粘好的模型了。

• 鏡像模型

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Reflect -> Volumes，

Pick All，選擇Y-Z Plane，OK。

• 合并整個模型

Main Menu -> Preprocessor -> Modeling -> Operate -> Booleans -> Add -> Volumes，

Pick All即可。

Main Menu中，Preprocessor -> Meshing -> MeshTool，

在彈出的MeshTool對話框中，先確定網格尺度，點擊Size Controls組類中Global后面的Set，

在彈出的Global Element Sizes對話框中，Size Element edge length輸入0.0003，OK確定。

Main Menu中，Preprocessor -> Meshing -> MeshTool，

在MeshTool對話框中，保持Mesh：中下拉選項為Areas，保持Shape中的Tet，選擇劃分類型為Free，點擊最下方的Mesh，在彈出的Mesh Volumes點選框中，Pick All。

即可完成網格劃分。

 初始設置

Main Menu中，Solution -> Analysis Type -> New Analysis，保持默認的Static靜態分析，OK。

Main Menu中，Solution -> Define Loads -> Apply -> Structural -> Displacement -> On Areas，

在彈出的Apply U,ROT on Areas選擇框中，用鼠標在圖形窗口中基座的底面（A8和A20）， OK，

在彈出的Apply U,ROT on Areas對話框中，DOFs to be constrained（限定自由度）選項中，選中UY，即限制底面上節點在Y方向的位移，OK確定。

注意：如果鼠標比較難選的話，可以讓窗口只顯示面，并且把面標號顯示出來，直接在拾取窗口中輸入面的編號即可！

Main Menu -> Solution -> Define Loads -> Apply -> Structural -> Displacement -> Symmetry B.C. -> On Areas，

拾取4個圓柱孔的表面（即A15、A16、A17、A18、A54、A56、A59、A60共8個面），OK。

將圓柱孔定義為對稱邊界，相當于約束了軸向的移動。

先施加重力載荷，

Main Menu -> Solution -> Define Loads -> Apply -> Structural -> Pressure -> On Areas，

選擇支撐小圓柱孔的下表面（軸承外圈的下半部分，即兩個1/4環面，A39和A74），

將Value施加為25e6，單位為Pa。

再施加軸向推力載荷，

Main Menu -> Solution -> Define Loads -> Apply -> Structural -> Pressure -> On Areas，

選擇支撐的四個臺階面（A25、A49、A72、A73），

將Value施加為4e6，單位為Pa。

Main Menu中，Solution -> Solve -> Current LS，

跳出的/STATUS Command是對當前待求解問題的描述，直接點擊Solve Current Load Step中的OK，沒幾秒就算好了，點擊Close關閉提示算好的信息窗口。

注意：如果沒有展開計算，提示錯誤，那可能是前面某個地方沒有設置好，比如邊界條件沒有完全施加，外載荷沒有施加，截面面積未給定，彈性模量沒指定等。

后處理

Main Menu中，General PostProc -> Plot Results -> Deformed Shape，

在Plot Deformed Shape窗口中，選擇Def + undeformed，OK。

Main Menu中，General PostProc -> Plot Results -> Contour Plot -> Nodal Solu，

Nodal Solution -> Stress -> Von Mises Stress，OK。

最大等效應力68.1MPa，位于軸承座小圓柱孔表面。

Utility Menu中，File -> Exit…，在Exit對話框中勾選Save Everything，OK。保存相關幾何模型、設置參數、計算結果，并關閉該軟件。

下載地址：ANSYS工程結構數值分析