CAD·CAE课程设计-(长江大学过程装备与控制)ansys

1、CAD/CAE软件实践报告 专业班级 班级序号 学生姓名 指导教师 成 绩 长江大学机械工程学院20122013学年第二学期高压容器筒体与封头连接处应力分析1、 问题描述 某高压容器设计压力为P=16MPa，筒体内径为R=900mm，筒体壁厚为T1=100mm，封头壁厚为T2=48 mm，筒体削边长度L=95 mm，试对该高压容器筒体与封头连接区进行应力分析，并进行优化。2、 分析问题 由于主要讨论封头与筒体过渡区的应力状态，故忽略封头上其他结构，建立如下模型，其中筒体长度远大于边缘应力衰减长度，此处取用体长度为Lc=1200 mm。 有限元采用PLANE82单元，并设定轴对称选项。通体下端各

2、节点约束轴向位移，球壳对称面上各节点约束水平位移，内部施加均匀压力面载荷。3、 分析过程 1、环境设置 （1）以交互模式进入ANSYS,在总路径下建立子路径，工作文件名取为wb01 （2）设置标题：执行Utility Menu>Change Title命令，弹出Change Title命令，输入wb01 ，单击OK按钮，关闭对话框。 （3）初始化设计变量：执行Utility Menu>Paramerters>Scalar Paramerters命令，弹出Scalar Paramerters对话框，输入数据。 2、定义单元材料 （1）定义单元类型：执行Main Menu>

3、Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，弹出Element Type对话框，单击Add按钮，弹出Library of Element Types 对话框。 （2）单击OK，退回至Element Type对话框。 （3）设置对称轴选项：在Element Type对话框中，单击Option按钮，设置PLANE82 element type options 选项，在Element behavior K3 下拉框中选择 Axisymmetric，单击OK。 （4）定义材料属性：执行Main Menu>Preprocessor>Ma

4、terial Props> Material Model命令，弹出如下对话框：（5）单击Isotropic项，弹出如下对话框：3、创建模型（1）生成球壳部分子午面：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Circle>Partial Annulus命令，弹出如下对话框（左），生成图形（右）：（2）生成筒体子午面：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Areas>Rectangle >By 2 Corners命令。 （3）

5、旋转、偏移工作面： 执行Utility Menu>Workplane>Offset WP by Increments命令,弹出Offset WP对话框，在Degrees一栏输入“0，-90”，单击Apply按钮，再在Snaps一栏输入“0，0，L“，完成偏移，单击OK。 （4）选择球壳部分子午面： 执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，在下拉框中选择Area、By Location 、Y coordinates,在Min,Max一栏中输入“0，R2+T2”, 单击OK。 (5)用工作面分割球壳子午面： 执行Main Menu&g

6、t;Preprocessor>Modeling> Operate>Booleans>Divide>Area by Workplane命令，弹出对话框，单击“Pick All”按钮。 （6）删除球壳应删除的部分： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Delete>Area and Below命令，弹出拾取框，选中编号为4的面，单击OK按钮。 （7）提取定义过渡段的节点： 在命令流输入框中输入K1=KP(R1,0,0),K2=KP(R1+t1,0,0),分别提取定义过渡段的节点1，2。 执行Utility Men

7、u> Select>Entities命令,弹出对话框，在下拉框中选择Keypoints、By Location 、Y coordinates,在Min,Max一栏中输入“L，0”， 单击OK按钮。再在命令流输入框中输入“*get,k3,kp,num,min”,” *get,k4,kp,num,min,分别提取定义过渡段的节点3，4。 （8）全选择： 执行Utility Menu>Select>Everything命令。 （9）生成过渡段子午面： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling> Create>Areas Arb

8、itrary>Through KPs命令，弹出拾取框，选中8,7,9,10的四个关键点，单击OK，生成：4、网格划分 （1）剖分与壁厚相关的线段： 执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>Lines>Picked Lines命令，弹出拾取框，选中编号为2,5,7,9的4条壁线，单击Apply按钮，弹出如下对话框：（2）剖分筒体内壁径向线段： 重复（1），选中编号为8的筒体内壁径向线段，将NDIV设定为nc，SPACE剖分比例设定为1/ra，单击OK。（3）剖分筒体外壁径向线段： 重复（1），选中编号为6的筒体

9、外壁径向线段，将NDIV设定为nc，SPACE剖分比例设定为ra，单击OK。（4）剖分球壳内外壁径向线段： 重复（1），选中编号为9、10的球壳内外壁径向线段，将NDIV设定为nc，SPACE剖分比例设定为ra，单击OK。（5）剖分过渡段内外壁径向线段： 重复（1），选中编号为1、3的过渡段内外壁径向线段，将NDIV设定为nc，SPACE剖分比例设定为1/ra，单击OK。5、施加载荷与约束（1）选择筒体低端各节点：执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框， （6）全选择： 执行Utility Menu>Select>Everythi

10、ng命令。（7）划分网格:执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh> Areas>Mapped>3 or 4 side 命令，划分网格： 5、施加载荷与约束（1）选择筒体底端各节点：执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，设定选择模式Nodes、By Location 、Y coordinates、From Full,在文本框中输入-LC+L。（2）在所选节点上施加Y方向约束：执行Main Menu>Preprocessor> Loads >Define

11、loads>Apply>Structural>Displacement>On Nodes命令，单击“Pick All”按钮。弹出对话框：（3）选择X坐标的0节点： 执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，设定选择模式Nodes、By Location 、X coordinates、From Full,在文本框中输入0, 单击OK。 （4）在所选节点上施加X方向约束：执行Utility Menu>Solution>Define loads>Apply>Structural>Displacem

12、ent>Symmetry B.C.>On Nodes命令，弹出对话框： （5）单击OK，生成图形： （6）选择内壁对应的线段单元： 执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，设定选择模式Lines、By Num/Pick、From Full,单击OK。弹出Select Lines对话框，选中编号为3,8,10的三条线段。（7）选择依附在所选单元上的节点:执行Utility Menu> Select>Entities命令, 弹出Select Entities对话框，设定模式Nodes、Attached to 、Lines

13、all、From Full,单击OK。（8）在节点上施加均布压力：执行Utility Menu>Solution>Define loads>Apply>Structural>Pressure> On Nodes命令,弹出Apply Pressure On Nodes对话框，单击“Pick All”按钮，在Value文本中输入P，单击OK。生成图：6、求解 （1）选择所有节点和单元： 执行Utility Menu>Select>Everything命令。 （2）求解： 执行Main Menu> Solution >Solve>Cu

14、rrent LS命令，单击开始求解对话框OK按钮。7、结果后处理查看节点应力云图：执行Main Menu>General Postproc>Plot Result>Contour Plot>Nodal Solu命令，弹出Contour Nodal Solu Date对话框，单击Stress，单击Von Mises Stress，显示结果：4、计算结果与分析（1）由上图可知最大应力发生在封头处，最大应力为208.798MPa。在题目中筒体材料的屈服应力425MPa，材料的安全系数均为，则：允许的最大应力为=425/1.5=283.333 MPa 可见强度满足要求，但是筒体

15、厚度过厚，造成了很大的浪费。（2）结构优化 从分析图可以看出筒体和封头过厚，现优化如下取值： 1、同时减少封头，筒体厚度 当筒体厚度为50mm,封头厚度为36mm时，最大应力为272.361MPa2、由上图可知，封头厚度可以继续优化，而筒体厚度可以在适当调整。 当筒体厚度为46mm,封头厚度为30mm时，最大应力为293.851MPa 3、由图可知筒体厚度已经过薄，需再一次调整封；封头厚度已达到合适值： 当筒体壁厚为48mm，封头厚度为30mm时，最大应力为282.339MPa 从上面可知： 筒体最优厚度为48mm，封头的最优厚度为30mm，此时既能够满足要求，又最省材料。加氢反应器裙座支撑区

16、的机械应力分析 1、问题描述某加氢精制反应器，设计压力为P=8.8MaP，设计温度为T=347。材料为2Cr1Mo，弹性模量E=2.0×105MPa，泊松比=0.3。设计温度下材料的设计应力强度：裙座锻造结构Sm=115.5 MaP，筒体及封头主体Sm1=153.5 MaP。 设备总重W=274000kg。 h形锻件尺寸为：筒体内半径R1=1446.5mm，壁厚为t1=91 mm，封头内半径R1=145605mm，壁厚为t2=56 mm，裙座壁厚t3=24mm,锻件高度H=568 mm，试分析该加氢反应器裙座支撑区支撑应力。2、问题分析根据加氢反应器裙座支撑区h形锻件结构图建立：采用

17、轴对称模型，其中与h形锻件连接筒体与裙座的长度足够长，远大于2.5倍的边缘应力衰减长度。由于讨论h形锻件连接区的应力分布规律，忽略了下封头的开孔接管。其中，筒体端部以面力P2模拟封闭筒体受力情况。将重力载荷转化为面力形式叠加到通体端部，用P1表示， 3、分析过程 1、环境设置 （1）以交互模式进入ANSYS,在总路径下建立子路径，工作文件名取为wb02 （2）设置标题：执行Utility Menu>Change Title命令，弹出Change Title命令，输入wb02 ，单击OK按钮，关闭对话框。 （3）初始化设计变量：执行Utility Menu>Paramerters&g

18、t;Scalar Paramerters命令，弹出Scalar Paramerters对话框，输入数据。 2、定义单元材料 （1）定义单元类型：执行Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，弹出Element Type对话框，单击Add按钮，弹出Library of Element Types 对话框。 （2）单击OK，退回至Element Type对话框。 （3）设置对称轴选项：在Element Type对话框中，单击Option按钮，设置PLANE82 element type options 选项，在El

19、ement behavior K3 下拉框中选择 Axisymmetric，单击OK。 （4）定义材料属性：执行Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material Model命令，弹出如下对话框： （5）单击Isotropic项，弹出如下对话框： 3、创建模型 （1）创建系列关键点，用于定位：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入1，单击Apply按钮，生成坐标为（0,0,0）关

20、键点1。 再依次输入点2（tongt_di/2+tongt_t，），点3（tongt_di/2，），点5（tongt_di/2+tongt_t，-tongq_h，），点6（tongt_di/2+tongt_t-qunz_t，-tongq_h，）点7（kx(6)-xyhr1，xqunz_h-tongq_h，）。 （2）连线： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines> Lines>In Active Cooder命令，弹出对话框，选中编号为2、3的两点，生成线段1，再选择点2、5，生成线段2，再选择点5、6，

21、生成线段3，单击OK。 （3）画包含裙座连接侧过度圆弧的圆： 执行Utility Menu>List> Keypoingts>Coordinates+Attributes命令，记录关键点7（0.125E+04，-545,0）。再执行执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines>Arcs>By Cent & Radius命令，弹出圆心位置拾取框，单击Global Cartesian,再文本框中输入（0.125E+04，-545,0），单击Apply按钮，弹出圆周任一点位置拾取框，在文本框

22、中输入（0.125E+04，-545+xyhr1,0），单击Apply按钮，弹出ArcsBy Cent & Radius对话框，直接单击OK。 （4）删除多余圆弧： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling> Delete>Line and Below命令,弹出拾取框，依次选择编号为5、6、7的三条多余的圆弧，单击OK。 （5）连线： 重复步骤（2）连接6,4两个关键点。 （6）重新定义关键点7为与过度圆弧等高的点： 在命令流中输入“K，7，0，ky(8)”。 （7）生成h型锻件两个过度圆弧连接线的母体： 重复步骤（2）连接7,8两个关

23、键点。 （8）画球壳外壁对应的圆： 在命令流中输入“Circle,1,fengt_do/2”。生成圆心位置在关键点1，半径大小为fengt_do/2的圆。 （9）删除多余圆弧： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling> Delete>Line and Below命令,弹出拾取框，依次选择编号为7、8、9的三条多余的圆弧，单击OK。 （10）线段相减： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide> Line by Line命令，弹出拾取框

24、，首先选择被减线段10，单击Apply按钮，再选则相减线段6，单击OK。 （11）删除编号为7的线段。 （12）再次生成两过度圆弧连接线的母体： 重复步骤（2）连接8,10两个关键点。 （13）定义辅助关键点 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入30，输入坐标（kx(10)-xyhr2,ky(8)-xyhr2,0）单击Apply按钮。再在NPT中输入40，单击Apply按钮，输入坐标（kx(8),ky(30),0）关键点40。 （14）生

25、成辅助线以确定内侧过渡圆弧中心： 重复步骤（2）连接40,30两个关键点。 （15）画辅助圆以确定内侧过度圆弧中心： 在命令流中输入“Circle,1,fengt_do/2+xyhr2”。生成圆心位置在关键点1，半径大小为fengt_do/2+xyhr2的圆。 （16）求交点以确定内侧过度圆弧中心： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide> Line by Line命令，弹出拾取框，首先选择被减线段7，单击Apply按钮，再选则相减线段12，单击OK。 （17）删除多余圆弧： 执行M

26、ain Menu>Preprocessor>Modeling> Delete>Line Only命令,弹出拾取框，依次选择编号为13、14的三条多余的圆弧，单击OK。 （18）删除多余的关键点： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling> Delete> Keypoingts 命令,弹出拾取框，选择编号为30的点，单击OK。 （19）删除多余线段： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling> Delete>Line Only命令,弹出拾取框，依次选择编号为9、10、11三

27、条线段，单击OK。 （20）画包含内侧过度圆弧的圆： 在命令流中输入“Circle,14，xyhr2”成圆心位置在关键点14，径大小为xyhr2的圆。 （21）删除7、10、11三条多余的线段。 （22）生成辅助线： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Lines> Lines>In Active Cooder命令，弹出拾取框，选择Min Max Inc选项，在文本框中输入“1,14,13”，单击Apply按钮，生成辅助线1，再在文本框中输入“9，14,5”，生成辅助线2.。 （23）定义内侧圆弧中心： 执行M

28、ain Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入5000，坐标为（kx(14 ),ky(14),0），单击OK。 （24）线段相减： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide> Line by Line命令，弹出拾取框，首先选择被减线段9，单击Apply按钮，再选则相减线段7，单击OK。 （25）删除编号为12的线段。 （26）生成辅助线 执行Ma

29、in Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Lines> Lines>In Active Cooder命令，弹出拾取框，选择Min Max Inc选项，在文本框中输入“7,14,7”。 （27）线段相减： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide> Line by Line命令，弹出拾取框，首先选择被减线段6，单击Apply按钮，再选则相减线段10，单击OK。 （28）删除编号为12的线段。 （29）线段相减： 执行M

30、ain Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide> Line by Line命令，弹出拾取框，首先选择被减线段8，单击Apply按钮，再选则相减线段7，单击OK。 （30）删除编号为6的线段。 （31）重新定义球壳中心： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入1，单击Apply按钮，生成坐标为（0,0,0）关键点1。（32）画包含球壳内壁的圆：在

31、命令流中输入“Circle,1，fengt_di/2”成圆心位置在关键点14，径大小为fengt_di/2的圆。（33）删除编号为6，7，8的三条线段。（34）定义辅助关键点：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入40，单击Apply按钮，生成坐标为（kx(3 ),ky(7),0）关键点1。（35）生成辅助线： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Lines> L

32、ines>In Active Cooder命令，弹出拾取框，选择Min Max Inc选项，在文本框中输入“3,40,37”，单击Apply按钮，生成辅助线1，再在文本框中输入“12,14,2”，生成辅助线2。（36）线段相减： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Divide> Line by Line命令，弹出拾取框，首先选择被减线段12，单击Apply按钮，再选则相减线段6，单击OK。（37）删除编号为8的线段及其附属。（38）删除编号为3的线段（39）生成裙座底面关键点：执行Ma

33、in Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入100，坐标为（kx(5 ),ky(5)-h1,0），单击Apply按钮，生成关键点100；再在NPT中输入200，坐标为（kx(6 ),ky(6)-h1,0），单击OK按钮，生成关键点200.（40）生成裙座底面线段：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Lines> Lines>In Active Cooder命令，弹出拾取框

34、，选择Min Max Inc选项，在文本框中输入“100,200,100“，单击OK按钮。（41）生成筒体端面线段的关键点：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入300，坐标为（kx(3 ),ky(3)+h2,0），单击Apply按钮，生成关键点100；再在NPT中输入200，坐标为（kx(2 ),ky(2)+h2,0），单击OK按钮，生成关键点200.（42）删除编号为1的线段。（43）连接通体端面线段：执行Main Menu>Pr

35、eprocessor>Modeling>Create> Lines> Lines>In Active Cooder命令，弹出拾取框，选择Min Max Inc选项，在文本框中输入“300,400,100”，单击Apply按钮，再依次输入“11,300,289”，“2,400,398”，“5,100,95”，“6,200,194”，单击OK按钮.(44)定义应力评定路径所需关键点：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT

36、中输入800，输入坐标（kx(2),ky(11),0）单击Apply按钮。再依次输入900（kx(5),ky(4),0）、6000（kx(300),ky(300)-400,0）7000（kx(400),ky(6000),0）（45）生成辅助线：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Lines> Lines>In Active Cooder命令，弹出拾取框，选择Min Max Inc选项，在文本框中输入“1,5000,4999”，单击OK按钮，生成辅助线。（46）线段相减执行Main Menu>Preproc

37、essor>Modeling>Operate>Booleans>Divide> Line by Line命令，弹出拾取框，首先选择被减线段13，单击Apply按钮，再选则相减线段15，单击OK。（47）删除编号为2的线段。（48）定义面域： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create> Areas>Arbitrary>Through KPs命令，对话框中依次输入12,14,10,11,300,400,2,800,900,5,100,200,6,4,8,9,7，单击OK。4、网格划分 （1）定

38、义单元尺寸：执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize> Areas>All Areas，弹出： （2）剖分网格： 执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh> Areas>Free命令，弹出拾取框，单击Pick All按钮。 （3）外侧圆弧网格加密：执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Modify Mesh>Refine At>Lines命令，弹出对话框，选中编号为4,

39、11的外、内侧圆弧，单击OK。设定Level为1，单击OK。5、施加载荷与求解（1）内表面施加压力：执行Main Menu> Solution > Define loads>Apply>Structural>Displacement>Pressure>On Lines命令，弹出对话框选择内表面为6,16,1（2）筒体端部施加轴向平衡面载荷：执行Main Menu> Solution > Define loads>Apply>Structural>Displacement>Pressure>On Lines命令，

40、弹出对话框选择内表面为1的三条线段，单击OK。弹出对话框：（3）裙座底端线段施加轴向位移约束：执行Main Menu> Solution > Define loads>Apply>Structural>Displacement>Pressure>On Lines命令，弹出对话框选择内表面为3的三条线段，单击OK。弹出对话框：（4）封头对称面施加X向位移约束：执行Main Menu> Solution > Define loads>Apply>Structural>Displacement>Pressure>On

41、 Lines命令，弹出对话框选择内表面为7的三条线段，单击OK。弹出对话框,在Lab2中选择UX。 （5）求解：执行Main Menu> Solution >Solve>Current LS命令，进行求解。6、结果后处理 （1）查看应力云图： 执行Main Menu>General Postproc>Plot Result>Contour Plot>Nodal Solu命令，弹出Contour Nodal Solu Date对话框，单击Stress，单击Von Mises Stress，显示结果： 焦炭塔设备模态分析 1、问题描述 焦炭塔的结构尺寸如图

42、所示。容器规格为6400×30975m，塔体总共分为4部分：球形封头，上、下筒体和锥形封头；两个区域：泡沫段和焦炭段。泡沫段筒体壁厚为18m m，充焦段筒体壁厚为22 m m，下筒体与锥形封头过渡段半径为3200 m m，壁厚为22m m，上封头为半球形，内半径为3200 m m，壁厚为18 m m，整个塔体由裙座支撑。筒体由多个筒节焊接而成，锥形封头由一筒节卷焊而成。塔体主体材质为20g,裙座圈板为20g,，焊缝材料为J427，塔体的弹性模量为1.824859E11Pa，密度为7.85E3kg/m3,泊松比为0.3；焦炭的弹性模量为4.20E8Pa，密度为0.8E3kg/m3,泊松

43、比为0.3。 2、问题分析 由于塔体壁厚远远小于塔体内径，可将问题适当简化。在建立有限元模型时，塔采用四节点的SHELL63单元 ，焦炭采用SOLID45单元，这样模型在满足精度要求的情况下将得到简化。在建模时，先建立塔的关键点，连接关键点得到塔壁线，再通过旋转得到塔的几何模型，然后指定线的划分份数，将塔的几何模型，转换为有限元模型；生成焦炭的模型是通过先生成面单元，然后将面单元延伸成体单元。 在有限元计算时，基础视为刚体，将与基础连接的裙支座单元的x，y，z三个自由度全部约束3、分析过程1、环境设置 （1）以交互模式进入ANSYS,在总路径下建立子路径，工作文件名取为wb03 （2）设置标题

44、：执行Utility Menu>Change Title命令，弹出Change Title命令，输入wb03 ，单击OK按钮，关闭对话框。 （3）初始化设计变量：执行Utility Menu>Paramerters>Scalar Paramerters命令，弹出Scalar Paramerters对话框，输入数据。2、定义单元材料 （1）定义单元类型：执行Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，弹出Element Type对话框，单击Add按钮，弹出 单击OK按钮，退回至Element Ty

45、pe对话框，定义2号材料： （2）定义1号材料属性：执行Main Menu>Preprocessor>Material Props> Material Model命令，弹出如下对话框：（3）双击Isotropic标识：单击OK按钮，弹出如下对话框：（4）定义2号材料属性：用同样的方法定义2号材料属性，EX为4.20E8，PRXY为0.3，DENS为0.8E3。（5）定义实常数号1属性：执行Main Menu>Preprocessor>Real Constants>Add/Edit/Delete命令,弹出Real Constants对话框，单击Add，选择Ty

46、pe1，单击OK按钮，弹出如下对话框： 再用同样的方法定义实常数号2属性，TK（I）=up_t。3、创建模型 1）建立塔的几何模型（1）打开关键点、线以及面号码显示开关：执行Main Menu>PlotCtrls>Numbering命令，打开对话框：（2）生成塔壁关键点：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入1，坐标为（Outlet_R,0,0），单击Apply按钮，生成关键点1，再依次输入2（ta_r,outlet_h,0），

47、3（ta_r,outlet_h+low_h,0）,4（ta_r,outlet_h+low_h+up_h,0）,5（ta_r,outlet_h-qun_h,0）,6（0,outlet_h+low_h+up_h,0）,7（0,outlet_h+low_h+up_h+ta_r,0）1000（0,0,0）（3）生成塔壁线：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines> Lines>In Active Cooder命令，弹出对话框，选中编号为1、2的两点，生成线段1，再选择点2、3，生成线段2，再选择点3、4，生成线段3

48、，再选择点2、5，生成线段4，单击OK。（4）生成塔顶线：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Lines> Arcs>By End KPs& Rad命令，选取圆弧端点4和7，单击Apply按钮，选取点6，用于控制圆弧中心方向，单击Apply按钮，弹出对话框： （5）旋转生成塔体： 执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>>Operate>Extude> Lines >About Axis命令，弹出对话框，输入要旋转的线“1,2,3,5”

49、， 单击Apply按钮，弹出对话框，输入旋转轴关键点“1000,6”， 单击OK。弹出Sweep Lines About Axis对话框，单击OK。同理，将4号线绕1000和6关键点旋转，生成如下几何模型：2）建立塔的有限元模型 （1）为划分塔的几何模型，使之成为能用于计算的有限元模型，应先选定各条线然后设定各线的划分分数： 执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，弹出Select Entities对话框，在下拉框中选择Lines、By Location 、Y coordinates、From Full,在Min,Max一栏中输入“0”, 单

50、击Apply按钮，同理，将From Full改为Also Select, 在Min,Max一栏中输入“outlet_h-qun_h”, 单击Apply按钮，再在Min,Max一栏中输入“outlet_h，outlet_h+low_h，outlet_h+low_h+up_h”, 单击OK。 （2）设定上步选择的线划分份数： 执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Size Cntrls>ManualSize> Lines >All Lines，弹出划分分数对话框： （3）激活Y轴为坐标轴的柱坐标系：执行Utility Menu>

51、Workplane>Change Active CS to >Global Cylindrical Y命令。（4）参照建立塔的有限元模型的Step1，以坐标系选取直线：执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，弹出Select Entities对话框，在下拉框中选择Lines、By Location 、X coordinates、From Full,在Min,Max一栏中输入“outlet_r+0.001,ta_r-0.001”, 单击Apply按钮，重新设定Lines、By Location 、Z coordinates、Also

52、 Select, 在Min,Max一栏中输入“outlet_h+low_h+0.001,outlet_h+low_h+up_h-0.001”, 单击Apply按钮， 在Min,Max一栏中输入“outlet_h+low_h+up_h,outlet_h+low_h+up_h+ta_r”,将Also Select改为Unselect，单击OK。（5）设定Step4选择的线划分份数：重复步骤2，将NDIV设为12。（6）选择线用于划分网格：执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，弹出Select Entities对话框，在下拉框中选择Lines、B

53、y Location 、Zcoordinates、From Full,在Min,Max一栏中输入“outlet_h-qunh+0.001,outlet_h-0.001”, 单击OK。（7）设定Step6选择的线划分份数：重复步骤2，将NDIV设为8。（8）选择线用于划分网格：执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，弹出Select Entities对话框，在下拉框中选择Lines、By Location 、Zcoordinates、From Full,在Min,Max一栏中输入“outlet_h+0.001,outlet_h+low_h-0.

54、001”, 单击OK。（9）设定Step8选择的线划分份数：重复步骤2，将NDIV设为40。（10）全选择： 执行Utility Menu>Select>Everything命令。（11）选择要划分的面：执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，弹出Select Entities对话框，在下拉框中选择Areas、By Location 、Z coordinates、From Full,在Min,Max一栏中输入“0, low_h”, 单击OK。(12)指定将要划分单元的属性：执行Main Menu>Preprocessor&g

55、t;Meshing>Mesh>Attributes>Default Attribs命令，弹出对话框：（13）指定划分网格方式：执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesher opts命令，弹出对话框：（14）划分网格:执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh> Areas>Mapped>3 or 4 side 命令，弹出对话框，单击Pick All按钮，划分网格：（15）继续选择面：执行Utility Menu> Select>Entities命

56、令,弹出对话框，弹出Select Entities对话框，在下拉框中选择Areas、By Location 、Z coordinates、From Full,在Min,Max一栏中输入“low_h+outlet_h,low_h+up_h+qun_h+outlet_h”, 单击OK。（16）激活Step15选择面对应单元的属性：执行Main Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh>Attributes>Default Attribs命令，默认情况下TYPE为1 SHELI 63,MAT为1，修改REAL，并指定为2.。（17）划分塔体：执行Ma

57、in Menu>Preprocessor>Meshing>Mesh> Areas>Mapped>3 or 4 side 命令，弹出对话框，单击Pick All按钮，划分网格： （18）合并与压缩元素： 执行Utility Menu>Select>Everything命令，选中所有元素，然后执行执行Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Merge Items命令： 执行Main Menu>Preprocessor>Numbering Ctrls>Compress Numbe

58、rs命令,弹出Compress Numbers对话框： 3）建立焦炭几何模型和有限元模型：（1）激活笛卡尔坐标系：执行Utility Menu>Workplane>Change Active CS to >Global Cartesian命令。（2）建立关键点：执行Main Menu>Preprocessor>Modeling>Create>Keypoingts>In Active CS命令,弹出下列对话框，在NPT中输入1000，输入坐标（0,outlet_h,0）单击OK。（3）由关键点生成面：执行Main Menu>Preproces

59、sor>Modeling>Create> Areas>Arbitrary>Through KPs命令，对话框中选取1001,13,17关键点，单击Apply按钮，对话框中选取1001,17,2关键点，单击Apply按钮，对话框中选取1001,2,9关键点，单击Apply按钮，对话框中选取1001,9,13关键点，单击OK按钮。（4）选择将要划分网格的面：执行Utility Menu> Select>Entities命令,弹出对话框，弹出Select Entities对话框，在下拉框中选择Areas、By Location 、Y coordinates 、From Full,在Min,Max一栏中输入“outlet_h”, 单击OK。（5）划分面网格:执行Main Menu>Preprocessor>Meshi