ANSYS大作业管道受压

1、输气管内部受压模型ANSYS分析班级：车辆096班姓名：钱满年学号：200904142时间：2012年12月1、题目说明及分析有一输气管道，管道内径为1200mm,外径为1600mm,其横断截面结构如图1所示，输送气体压强为0.5MPa,分析管壁的应力场分布。管道材料弹性模量为260GPa，泊松比为0.26.图1输气管道横截面结构示意图(mm)分析：管道沿长度方向尺寸较大，一般应远大于管道直径，该问题属于平面应变问题，可取其横截面的1/4建立有限元分析模型进行求解。2、创建几何模型(1)选择MainMenuPreprocessorModelingCreateAreasCirclePartial

2、-Annulus命令，出现PartAnnularCircle(创建圆环面)对话框。(2)在Rad-1文本框里输入0.6,在Theta-1文本框里输入0,在Rad-2文本框里输入0.8,在Theta-2文本框里输入90,如图2所示。(3)单击OK按钮，关闭PartAnnularCircle对话框。屏幕上生成如图3所示几何模型图2图3几何模型3、定义单元类型(1)选择MainMenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete命令，出现ElementTypes对话框。(2)单击Add按钮，出现LibraryofElementType对话框。(3)在Libraryof

3、ElementType对话框的第一个列表框中选择StructuralSolid,在第二个列表框中选择Quad8node82,在Elementtypereferencenumber文本框中输入1.(4)单击OK按钮，关闭LibraryofElementType对话框。(5)单击ElementType对话框上的Option按钮，出现PLANE82Elementtypeoptions对话框。在ElementbehaviorK3下拉列表框中选择PlaneStrain如图4所示，单击OK按钮关闭对话框。(6)单击Close,关闭ElementType对话框。图4T图5(1)选择MainMenuPrepr

4、ocessorMaterialPropsMaterialModels命令，出现DefineMaterialModelBehavior窗口。(2)在MaterialModelsAvailable一栏中单击Structural选项，单击Linear选项，单击Elastic选项，单击Isotropic选项，最后出现LinearIsotropicPropertiesforMaterialNumber1对话框。(3)在EX文本框里输入材料的弹性模量2.6E11,在PRXY文本框里输入材料的泊松比0.26,如图5所示，然后单击OK关闭该对话框。(4)关闭DefineMaterialModelBehavio

5、r窗口，并点击SAVEDB按钮，保存上述步骤。5、划分网格(1)选择UtilityMenuPlotCtrlsNumbering命令，在弹出窗口中选择LINELinenumbers复选框，使其从Off变为On,单击OK关闭对话框，在图中显示线段编号。(2)选择MainMenuPreprocessorMeshingSizeCntrlsManualSizeLinesPickedLines命令，出现ElementSizeonPickedLines对话框。(3)用鼠标在屏幕上选取编号为2、4的线段，单击OK,出现ElementSizesonPickedLines(单元尺寸大小)对话框。(4)在NDIVN

6、O.ofelementdivision文本框中输入4,如图6所示，单击OK关闭对话框。图6(5)重复上述步骤(2),(3)选取1、3线段，在NDIVNO.ofelementdivision文本框中输入24,完成线段划分。(6)选择MainMenuPreprocessorMeshingMeshAreasFree命令，出现MeshAreas对话框，用鼠标在屏幕上选取编号为建成的的面，单击OK按钮，关闭对话框后生成有限元模型如图7所示。¥LL(7)点击SAVEDB按钮，保存上述步骤6、加载求解(1)选择MainMenuSolutionAnalysisTypeNewAnalysis命令，出现

7、NewAnalysis对话框。(2)选中static单选按钮，单击OK。(3)选择UtilityMenuSelectEntities命令，出现SelectEntities对话框。在第一个下拉列表框中选择Lines,在第二个下拉列表框中选择ByNum/Pick,在第三选项组中选择FromFull单选按钮。(4)单击OK按钮，出现Selectlines对话框，用鼠标在屏幕上选取编号为2的线段，单击OK。(5)选择UtilityMenuSelectEntities命令，出现SelectEntities对话框。在第一个下拉列表框中选择Nodes,在第二个下拉列表框中选择Attachedto,在第三选项

8、组中选择Lines,all单选按钮，在第四选项组中选择FromFull单选按钮，单击OK按钮关闭该对话框。(6)选择MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralDisplacementOnNodes命令，出现ApplyU,ROTonNodes对话框。单击PickAll按钮，出现ApplyU,ROTonNodes对话框。在Lab2DOFstobeconstrained列表框中选择UX,在Applyas下拉列表中选择Constantvalue,在VALUEDisplacementvalue文本框中输入0,如图8所示，单击OK按钮关闭该对话框。图8(7)重复步

9、骤(3),单击OK按钮，出现Selectlines对话框，用鼠标在屏幕上选取编号为4的线段，单击OK。(8)重复步骤(5),重复步骤(6),在Lab2DOFstobeconstrained列表框中选择UY,取消UX,其他步骤和(6)一致。(9)重复步骤(3),单击OK按钮，出现Selectlines对话框，用鼠标在屏幕上选取编号为3的线段，单击OK。(10)重复步骤(5),选择MainMenuSolutionDefineLoadsApplyStructuralPressureOnNodes命令，出现ApplyPRESonnodes(11)单击其上的PickAll按钮，出现ApplyPRESon

10、nodes(12)在SFApplyPRESonnodesasa下拉列表框中选择在VALUELoadPRESvalue文本框中输入5E5,如图对话框。对话框。Constantvalue,9,单击OK关闭SFApplyPRESannodesasaCm5tantvlue对话框¥LtIfConstantvaluethen:5E5VALUELoadPRESvalueOKApplyCancelHelp图9(13)选择UtilityMenuPlotElement命令，屏幕上显示施加位移约束和面力载荷后的结果，如图10所示。ANSYSDECS20121白(14)选择MainMenuSolutionS

11、olveCurrentLS命令，出现SolveCurrentLoadStep对话框，同时出现STATUSCommand窗口，关闭窗口。(15)单击SolveCurrentLoadStep对话框OK按钮，ANSYS开始求解计算，结束时，关闭Note提示框。(16)点击SAVEDB按钮，保存上述步骤。7、查看计算结果(1) 选择MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotNodalSolu命令出现ContourNodalSolutionData对话框。(2) 选择NodalSolutionDOFsolutionDisplacementvectorsum

12、,如图11所示。单击Apply按钮，屏幕上将显示合位移场分布，如图12所示。(3)重新在ContourNodalSolutionData对话框，选择NodalSolutionStressX-directionSX,单击Apply按钮，屏幕上将显示X方向的应力场分布，如图13所示。(4)同上，选择Y-directionSY,将得到Y方向的应力场分布，如图14所示。(5) 在ContourNodalSolutionData对话框，选择NodalSolutionStress'VonMisesSEQV,单击Apply按钮，屏幕上将显示等效应力场分布，如图15所示。(6) 在ContourNod

13、alSolutionData对话框，选择NodalSolutionTotalMechanicalStrainVonMisesEPTOEQV,单击OK关闭对话框，屏幕上将显示等效应变场分布，如图16所示。AContourNodjlSolutionDaIjterntobecontoured:-T彦FavoritesNodalSolution*DOFSolutioneX-ComiponentofdisplacementY-ComponerrtofdisplacementDisplacementvectorsuStressTotalMechanicalStrainElasticStrainPlasti

14、cStrainCreepStrainThermalStrain|SlTotalMechanicalandThermalStrain合Swellingstrain,dUndisplacedshapekeyDeformedshapeonly刁AutoCalculated2|947797820923UndisplacedshapekeyScaleFactor©IKApplyCarwelHs|pAdditioralOptions图11ANSYSNODALSOLUTION3®SiE.=OS.301E=QS.392E-05.404E-05.416E=05.37SE-D5.367£-05.39BE-05.410E-05.4”Ef55IEP=1SUB'IIM