平面应变问题实例.docx
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平面应变问题实例
一、问题描述:
一天然气输送管道,表面承受气体压力P的作用,分析管道的应力分布。
因为管道长度很长,可以作为平面应变问题处理,建模时只需要建立其横截面就可以了。
管道几何参数:
外径:
0.6m,径0.4m,壁厚0.2m
管道材料参数:
弹性模量:
E=200GPa,泊松比v=0.26
载荷:
P=1MPa
二、建模过程
1、定义单元类型:
选择Solid82单元,然后在单元类型对话框中点击Options...按钮,弹出如下对话框:
K3选项选为:
Planestrain,其他两个保持默认就可以。
如上图所示。
2、定义材料性质
3、创建几何模型
3.1选择PartialAnnulus命令
3.2在弹出的对话框中输入如下图所示参数:
单击ok按钮即可生成如下所示图形:
3.3对上述模型分别沿yz平面和xz平面镜像,生成完整的几何模型。
完成后的模型如下图所示:
3.4合并重复的关键点和线
从如下菜单中选择MergeItems
从弹出的如下所示的对话框中,选择all,然后单击ok按钮退出。
4、剖分网格
4.1网格尺寸控制
定义单元大小为0.05,用mapped的方法剖分,如下图:
剖分完成后的网格如下图所示:
5、定义约束和载荷
5.1定义载荷,载荷施加在圆上,大小为1MPa。
5.2定义约束,由于结构的对称性,只需要约束如下所示线段2和线段9的x方向约束,以及线段4和线段7的y方向约束即可。
定义完成后的模型如下:
5、求解,查看结果
位移云图:
x方向应力云图
y方向应力云图