ansys有限元分析作业经典案例

1、宁波理工学院有限元分析作业作业名称输气管道有限元建模分析姓名陈腾飞学号3070611062班级07机制（2）班i题目描述:输气管道的有限元建模与分析计算分析模型如图1所示2#1.0e8 Pa#管道材料参数：弹性模量 E=200Gpa ;泊松比v=0.26。图1受均匀内压的输气管道计算分析模型（截面图）题目分析:由于管道沿长度方向的尺寸远远大于管道的直径，在计算过程中忽略管道的断面效应，认为在其方向上无应变产生。 然后根据结构的对称性，只要分析其中1/4即可。此外，需注意分析过程中的单位统一。操作步骤1. 定义工作文件名和工作标题1. 定义工作文件名。执行 Utility Men u-File

2、Cha ng Job name-3070611062 单击 OK 按 钮。2. 定义工作标题。执行Utility Menu-FileChange Tile-chentengfei3070611062,单击OK按钮。3. 更改目录。执行 Utility Menu-File change the working directory -D/chen2. 定义单元类型和材料属性1. 设置计算类型ANSYS Mai n Menu: Prefere nces select Structural OK2. 选择单元类型。执行 ANSYS Ma in Me nu f Preprocessor f Eleme

3、nt Type fAdd/Edit/Delete f Add f select Solid Quad 8node 82 f applyAdd/Edit/Delete f Add f select Solid Brick 8node 185 f OKOptionsf select K3: Plane strain f OKf Close如图 2 所示，选择 OK 接受单元类型并关闭对话框图23.设置材料属性。执行Main Menu f Preprocessor f Material Props f Material Modelsf Structural f Lin ear f Elastic f

4、 Isotropic，在 EX 框中输入 2e11,在 PRXY 框中输图3入0.26,如图3所示，选择OK并关闭对话框。3. 创建几何模型1. 选择 ANSYS Main Menu: Preprocessor f Modeling f Create f Keypoints f InActive CS f依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) f OK2. 生成管道截面。ANSYS 命令菜单栏：Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical f ANSYS Main M

5、enu: Preprocessor f Modeling f Create f Lines f In Active Coord f依次连 接1,2,3,4点f OK如图4图4Preprocessor f Modeling f Create f Areas f Arbitrary f By Lines f依次拾取四条 边f OK f ANSYS 命令菜单栏：Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 如图5图53. 拉伸成3维实体模型Preprocessor f Modelingf operateareaf along normal

6、输入 2, 如图 6 所示4. 生成有限元网格PreprocessorMeshi ng Mesh ToolVolumes MeshTet Free，采用自由网格划分单元。执行 Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh-V»lume-Free,弹出一个拾取框,拾取实体，单击0K按钮。生成的网格如图7所示。图75. 施加载荷并求解1. 施加约束条件。执行 Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-0n Areas，弹出一个拾取框，拾取前平面，单击0K按钮，弹出如图8所示的对话框，选择“U7选项，单击OK

7、按钮#图8同理，执行 Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，弹出一个拾 取框，拾取左平面，单击 OK按钮，弹出如图8所示的对话框，选择“U”选项，单 击OK按钮。2. 施加载荷。执行 Ma in Men u-Solutio n-Apply-Structural-Pressure-O n Areas，弹出一个 拾取框，拾取内表面，单击 OK按钮，弹出如图10所示对话框，如图所示输入数据 1e8,单击OK按钮。如图9所示。生成结构如图10CancelHet1 iQd 山艸1丫 PRF5 uni dre±-<

8、;i*IWSFA AppM PRES on afeas as 也Cmrtant valuejdIf CanSart vahe then：VALUE L&adPRE5 vdheLkEF L«d kcyj usudJy face no,(requiredfhdl defnirit-t)ANSYSckenretiQle 13 070 611062JAN 3 却11图103. 求解。执行 Ma in Me nu-Solutio n-Solve-Curre nt LS，弹出一个提示框。浏览后执行 file-close,单击0K按钮开始求解运算。出现一个【Solution is done

9、】对话框是单击close按钮完成求解运算'6. 显示结果 1.显示变形形状。执行 Ma in Men u-Ge neral Posproc-Plot Results-Deformed Shape 弹出如图11所示的对话框。选择 Def+underformed单选按钮，单击 OK按钮。生成结果如图12所示。图119ANSYSDISPLACEMEJITchenteng±ei3070611062W 3 2011 10:09:19STEP=1SUBTara;=iDK< 419E-03图122.列出节点的结果。执行 Main Menu-General Posproc-List R

10、esults-Nodal Solution,弹出如图13所示的对话框。设置好后点击 0K按钮。生成如图14所示的结果5OL CommandPRINr S NODAL SOLUTION PER NODE* P0ST1 NOPAL STRESS LISTIHG *Pa wcrGraphic 3 I s Currcirit ly ErnaJhledLOAD STEF= 1 SUBSTEP= 1TIME* 6000LOAD CfiSE-NOML RESULTS ARE FOR HATERIAL 1MODE£1S2£3SI HISEQU1,2H4BE+I1VH,74456E+07-0

11、LS7SB6£+HHH.25B27E+W90.,23268E+Hy2S.20148E+B90 71255E*07-0.582B7E*080,2596?E*0?e.23404E+0930B11354E*ft8-0.69435E+0e0a27549E*&9Q.24530E+B940-20190E+09H.7B5?2E+07-0-61995E+0SB.Z6370E0.-23684E+0950.20770E*09&7442BE07 0.48075E*08025577E-09.23308E+096Q.2QS24E+a90.95304E+07-0.55B36E *080.2632

12、7E*©?70.r20473E*09B.1BB39E*0®-0-62704E+08B26743E*OT间.B23952E+898Q.20G02E+090 11112E'；08-0.69242E+0e027526E-07s.24518E+099Q.11389£+111?-0.5£65811+06-0.10?3£+>10.11990E+09图143. 浏览 节点上 的 Von Mises 应 力值。执行 Main Menu-General Posproc-PlotResults-Contour Plot-Nodal Solu,弹出如图

13、15所示对话框。设置好后单击 OK按钮， 生成结果如图16所示。图1511图167.以扩展方式显示计算结果1.设置扩展模式。执行 Utility Menu-Plotctrls-Style-Symmetry Expansion,弹出如图 17 所示对话框。选中f/4 Dihedral Sym”单选按钮，单击0K按钮，生成结果如图18所 示。图仃ANSYSWODAL SOLUTIOH.994E+O0STE?=1SUB =1TIME=1 /EXPANDEDSEQV (AVGJDMX = B 41SE-03 3MJT 994E+08SM2< 口. 257E+O5ai?E+09chenteng±ei 3070611062JAN 3 201110;21:54.134E+D9.169E-HC9.204E-I-09C3EI05J52ER9.1S7E-I-03, ：2：E-rt$. 257E+0S图182.以等值线方式显示。执行 Utility Menu-Plotctrls-Device Options，弹出如图19所示对话框，生成结果如图20所示。NODAL SOLUTIONSTEP=1SUETIME-1 5EQV (AVG) DMX =.418E-03 SHW =+101E+09 3MX >246E+0,9ABA01Dt09.L4W+05tB .l?j£-