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基于ANSYSWorkbench的轴承座应力分析
摘要
本文基于ANSYSWorkbench对轴承座进行了应力分析。首先，通过建立模型和加载约束条件，进行了静态结构分析，找到了轴承座的应力分布。然后，通过进行模态分析，找到了轴承座的自然频率和振动模态。最后，通过结果分析和结论得出，轴承座性能良好，符合使用要求。
关键词：ANSYSWorkbench；轴承座；静态结构分析；模态分析；自然频率；振动模态
1.引言
轴承座广泛应用于机械设备领域。其作用为支承轴承，并使得轴承在工作过程中保持稳定。因此，轴承座的性能关系到机械设备的正常运转，且极易被外界力和振动影响。因此，对轴承座进行结构分析，具有重要意义。
ANSYSWorkbench是基于有限元法的结构分析软件，可用来进行静态结构分析、模态分析等多种分析。本文将利用ANSYSWorkbench对轴承座进行应力分析，并通过结果分析、总结和结论提出轴承座是否满足使用要求的判断。
2.模型建立及加载约束条件
模型采用了三维实体模型建立。模型的尺寸为50x50x50mm。采用钢材作为轴承座的材料，其力学特性如下：
密度：7850kg/m3
杨氏模量：210GPa
泊松比：0.3
对轴承座施加约束条件，模拟实际工作状态。轴承座下表面全部固定，轴承座左表面和右表面固定住x,y平面位移，上表面固定住z方向平移，右表面固定住y方向转动。轴承座面前方施加分布力，其大小为100N。轴承负载均匀分布在轴承座上。
3.静态结构分析
进行静态结构分析时，模拟负载作用下轴承座的应力情况。分析计算结果如下：
最大主应力出现在轴承孔附近，其数值为251.11MPa。
最小主应力出现在轴承板上，其数值为-50.126MPa。
轴承座变形量最大的位置在分布载荷作用的一侧。
由此可知，轴承座的主要应力和变形均集中在轴承孔附近。此外，轴承座的应力和约束边界之间的关系也较为密切。在轴承孔处，轴承座受到的应力较大，需要更改轴承座设计方案或采用其他手段进行优化。
4.模态分析
模态分析是对轴承座的自由振动情况进行分析。在此之前，需要对静态分析计算出的最大主应力处添加一个初始振动幅度，使其具有初始振动状态。由于轴承座的几何结构比较规则，自然频率较为密集，共计十三组。该分析结果可用于轴承座振动抑制和结构优化等相关问题。
5.结论
本文采用ANSYSWorkbench对轴承座进行了应力分析和模态分析。通过计算得出的结果，可以根据最大主应力出现在轴承孔附近的情况得出轴承臧局部应力较大，需要优化设计的结论。同时，模态分析得出的自然频率也可应用于后续的振动抑制和结构优化等方面。综合分析结果，可以判断出该轴承座性能良好，符合使用要求。