ANSYS大作業(yè)(管道受壓)

1、輸氣管內部受壓模型ANSYS分析班 級： 車輛096班 姓 名： 錢滿年 學 號： 200904142 時 間： 2012年12月 1、題目說明及分析有一輸氣管道，管道內徑為1200mm，外徑為1600mm，其橫斷截面結構如圖1所示，輸送氣體壓強為0.5MPa，分析管壁的應力場分布。管道材料彈性模量為260GPa，泊松比為0.26. 圖1 輸氣管道橫截面結構示意圖（mm）分析：管道沿長度方向尺寸較大，一般應遠大于管道直徑，該問題屬于平面應變問題，可取其橫截面的1/4建立有限元分析模型進行求解。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，關閉Part Annular Circle對話框。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對話框。（2）單擊Add按鈕，出現(xiàn)Library of

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

4、擊Close，關閉Element Type對話框。 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，單擊Linear選項，單擊Elastic選項，單擊Isotropic選項，最后出現(xiàn)Linear Isotropic Properties for Material Number1對話框。（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關閉該對話框。（4）關閉Define Material Model Behavior窗口，并點擊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復選框，使其從Off變?yōu)镺n，單擊OK關閉對話框，在圖中顯示線段編號。（2）選擇Main Menu Preprocessor Meshing Size CntrlsManual SizeLinesPicked Lines命令，出現(xiàn)Element Size on P

6、icked Lines對話框。（3）用鼠標在屏幕上選取編號為2、4的線段，單擊OK，出現(xiàn)Element Sizes on Picked Lines（單元尺寸大小）對話框。（4）在NDIV NO.of element division文本框中輸入4，如圖6所示，單擊OK關閉對話框。 圖6（5）重復上述步驟（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對話框，用鼠標在屏幕上選取編號為建成的的面，單擊OK按鈕

7、，關閉對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對話框。在第一個下拉列表框中選擇Lines，在第二個下拉列表框中選擇By Num/Pick，在第三選項組中選擇From Full單選按鈕。（4）單擊OK按鈕，出現(xiàn)Select lines對話框，用

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

9、T on Nodes對話框。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按鈕關閉該對話框。圖8（7）重復步驟（3），單擊OK按鈕，出現(xiàn)Select lines對話框，用鼠標在屏幕上選取編號為4的線段，單擊OK。（8）重復步驟（5），重復步驟（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）重復步驟（3），單擊OK按鈕，出現(xiàn)Select lines對話

10、框，用鼠標在屏幕上選取編號為3的線段，單擊OK。（10）重復步驟（5），選擇Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn Nodes命令，出現(xiàn)Apply PRES on nodes對話框。（11）單擊其上的Pick All按鈕，出現(xiàn)Apply PRES on nodes對話框。 (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關閉對話框。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對話框，同時出現(xiàn)STATUS Command窗口，關閉窗口。（15）單擊Solve Current Load Step對話框OK按鈕，ANSYS開始求解計算，結束時，關閉Note提示框。（16）點擊SAVE DB按鈕，保存上述步驟。7、查看計算結果（1） 選擇Main MenuGeneral PostprocPlot ResultsContour PlotNodal

12、Solu命令出現(xiàn)Contour Nodal Solution Data對話框。（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分布，如圖12所示。（3） 重新在Contour Nodal Solution Data對話框，選擇Nodal SolutionStressX-direction SX，單擊Apply按鈕，屏幕上將顯示X方向的應力場分布，如圖13所示。（4） 同上，選擇Y-direction SY,將得到Y方向的應力場分布，如圖14所示。（5） 在Contour Nodal Solution Data對話框，選擇Nodal Solution StressVon Mises SEQV，單擊Apply按鈕，屏幕上將顯示等效應力場分布，如圖15所示。（6） 在Contour Nodal Solution Data對話框，選擇Nodal SolutionTotal Mechanical StrainVon Mises EPTOEQV，單擊OK關閉對話框，屏幕上將顯示等效應