ANSYS大作業(yè)(管道受壓)

1、輸氣管內(nèi)部受壓模型ANSYS分析班 級(jí)： 車輛096班 姓 名： 錢滿年 學(xué) 號(hào)： 200904142 時(shí) 間： 2012年12月 1、題目說(shuō)明及分析有一輸氣管道，管道內(nèi)徑為1200mm，外徑為1600mm，其橫斷截面結(jié)構(gòu)如圖1所示，輸送氣體壓強(qiáng)為0.5MPa，分析管壁的應(yīng)力場(chǎng)分布。管道材料彈性模量為260GPa，泊松比為0.26. 圖1 輸氣管道橫截面結(jié)構(gòu)示意圖（mm）分析：管道沿長(zhǎng)度方向尺寸較大，一般應(yīng)遠(yuǎn)大于管道直徑，該問(wèn)題屬于平面應(yīng)變問(wèn)題，可取其橫截面的1/4建立有限元分析模型進(jìn)行求解。2、創(chuàng)建幾何模型（1）選擇Main MenuPreprocessorModelingCreateAre

2、asCirclePartial -Annulus命令，出現(xiàn)Part Annular Circle(創(chuàng)建圓環(huán)面)對(duì)話框。（2）在Rad-1文本框里輸入0.6，在Theta-1文本框里輸入0，在Rad-2文本框里輸入0.8，在Theta-2文本框里輸入90，如圖2所示。（3）單擊OK按鈕，關(guān)閉Part Annular Circle對(duì)話框。屏幕上生成如圖3所示幾何模型。 圖2 圖3 幾何模型3、定義單元類型（1）選擇Main MenuPreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete命令，出現(xiàn)Element Types對(duì)話框。（2）單擊Add按鈕，出現(xiàn)Library of

3、 Element Type對(duì)話框。（3） 在Library of Element Type對(duì)話框的第一個(gè)列表框中選擇Structural Solid，在第二個(gè)列表框中選擇Quad 8node82，在Element type reference number文本框中輸入1.（4）單擊OK按鈕，關(guān)閉Library of Element Type對(duì)話框。（5）單擊Element Type對(duì)話框上的Option按鈕，出現(xiàn)PLANE82Element type options對(duì)話框。在Element behaviorK3下拉列表框中選擇Plane Strain如圖4所示，單擊OK按鈕關(guān)閉對(duì)話框。（6）單

4、擊Close，關(guān)閉Element Type對(duì)話框。 圖4 圖54、定義材料性能參數(shù)（1）選擇Main MenuPreprocessorMaterial PropsMaterial Models命令，出現(xiàn)Define Material Model Behavior窗口。（2）在Material Models Available一欄中單擊Structural選項(xiàng)，單擊Linear選項(xiàng)，單擊Elastic選項(xiàng)，單擊Isotropic選項(xiàng)，最后出現(xiàn)Linear Isotropic Properties for Material Number1對(duì)話框。（3）在EX文本框里輸入材料的彈性模量2.6E11，

5、在PRXY文本框里輸入材料的泊松比0.26，如圖5所示，然后單擊OK關(guān)閉該對(duì)話框。（4）關(guān)閉Define Material Model Behavior窗口，并點(diǎn)擊SAVE DB按鈕，保存上述步驟。5、劃分網(wǎng)格（1）選擇Utility MenuPlotCtrlsNumbering命令，在彈出窗口中選擇LINE Line numbers復(fù)選框，使其從Off變?yōu)镺n，單擊OK關(guān)閉對(duì)話框，在圖中顯示線段編號(hào)。（2）選擇Main Menu Preprocessor Meshing Size CntrlsManual SizeLinesPicked Lines命令，出現(xiàn)Element Size on P

6、icked Lines對(duì)話框。（3）用鼠標(biāo)在屏幕上選取編號(hào)為2、4的線段，單擊OK，出現(xiàn)Element Sizes on Picked Lines（單元尺寸大小）對(duì)話框。（4）在NDIV NO.of element division文本框中輸入4，如圖6所示，單擊OK關(guān)閉對(duì)話框。 圖6（5）重復(fù)上述步驟（2），（3）選取1、3線段，在NDIV NO.of element division文本框中輸入24，完成線段劃分。（6）選擇Main MenuPreprocessorMeshingMeshAreasFree命令，出現(xiàn)Mesh Areas對(duì)話框，用鼠標(biāo)在屏幕上選取編號(hào)為建成的的面，單擊OK按鈕

7、，關(guān)閉對(duì)話框后生成有限元模型如圖7所示。圖7 有限元模型劃分網(wǎng)格顯示（7）點(diǎn)擊SAVE DB按鈕，保存上述步驟。6、加載求解（1）選擇Main MenuSolutionAnalysis TypeNew Analysis命令，出現(xiàn)New Analysis對(duì)話框。（2）選中static單選按鈕，單擊OK。（3）選擇Utility MenuSelectEntities命令，出現(xiàn)Select Entities對(duì)話框。在第一個(gè)下拉列表框中選擇Lines，在第二個(gè)下拉列表框中選擇By Num/Pick，在第三選項(xiàng)組中選擇From Full單選按鈕。（4）單擊OK按鈕，出現(xiàn)Select lines對(duì)話框，用

8、鼠標(biāo)在屏幕上選取編號(hào)為2的線段，單擊OK。（5）選擇Utility MenuSelectEntities命令，出現(xiàn)Select Entities對(duì)話框。在第一個(gè)下拉列表框中選擇Nodes，在第二個(gè)下拉列表框中選擇Attached to，在第三選項(xiàng)組中選擇Lines，all單選按鈕，在第四選項(xiàng)組中選擇From Full單選按鈕，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。（6）選擇Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Nodes命令，出現(xiàn)Apply U，ROT on Nodes對(duì)話框。單擊Pick All按鈕，出現(xiàn)Apply U，RO

9、T on Nodes對(duì)話框。在Lab2 DOFs to be constrained列表框中選擇UX，在Apply as下拉列表中選擇Constant value，在VALUE Displacement value文本框中輸入0，如圖8所示，單擊OK按鈕關(guān)閉該對(duì)話框。圖8（7）重復(fù)步驟（3），單擊OK按鈕，出現(xiàn)Select lines對(duì)話框，用鼠標(biāo)在屏幕上選取編號(hào)為4的線段，單擊OK。（8）重復(fù)步驟（5），重復(fù)步驟（6），在Lab2 DOFs to be constrained列表框中選擇UY，取消UX，其他步驟和（6）一致。（9）重復(fù)步驟（3），單擊OK按鈕，出現(xiàn)Select lines對(duì)話

10、框，用鼠標(biāo)在屏幕上選取編號(hào)為3的線段，單擊OK。（10）重復(fù)步驟（5），選擇Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Nodes命令，出現(xiàn)Apply PRES on nodes對(duì)話框。（11）單擊其上的Pick All按鈕，出現(xiàn)Apply PRES on nodes對(duì)話框。 (12) 在【SF】Apply PRES on nodes as a下拉列表框中選擇Constant value，在VALUE Load PRES value 文本框中輸入5E5，如圖9，單擊OK關(guān)閉對(duì)話框。圖9（13）選擇Utility MenuPlot

11、Element命令，屏幕上顯示施加位移約束和面力載荷后的結(jié)果，如圖10所示。圖10 施加約束及載荷（14）選擇Main MenuSolutionSolveCurrent LS命令，出現(xiàn)Solve Current Load Step對(duì)話框，同時(shí)出現(xiàn)STATUS Command窗口，關(guān)閉窗口。（15）單擊Solve Current Load Step對(duì)話框OK按鈕，ANSYS開始求解計(jì)算，結(jié)束時(shí)，關(guān)閉Note提示框。（16）點(diǎn)擊SAVE DB按鈕，保存上述步驟。7、查看計(jì)算結(jié)果（1） 選擇Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal

12、Solu命令出現(xiàn)Contour Nodal Solution Data對(duì)話框。（2） 選擇Nodal SolutionDOF solutionDisplacement vector sum,如圖11所示。單擊Apply按鈕，屏幕上將顯示合位移場(chǎng)分布，如圖12所示。（3） 重新在Contour Nodal Solution Data對(duì)話框，選擇Nodal SolutionStressX-direction SX，單擊Apply按鈕，屏幕上將顯示X方向的應(yīng)力場(chǎng)分布，如圖13所示。（4） 同上，選擇Y-direction SY,將得到Y(jié)方向的應(yīng)力場(chǎng)分布，如圖14所示。（5） 在Contour Nodal Solution Data對(duì)話框，選擇Nodal Solution StressVon Mises SEQV，單擊Apply按鈕，屏幕上將顯示等效應(yīng)力場(chǎng)分布，如圖15所示。（6） 在Contour Nodal Solution Data對(duì)話框，選擇Nodal SolutionTotal Mechanical StrainVon Mises EPTOEQV，單擊OK關(guān)閉對(duì)話框，屏幕上將顯示等效應(yīng)