ansys有限元分析作业经典案例.docx

1、ansys有限元分析作业经典案例宁波理工学院有 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

2、Menu-FileChang Jobname-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 Main Menu: Preferences select Structural OK2.选择单元类型。执行ANSYS Main MenuPreprocessor Element TypeAdd/E

3、dit/Delete Add select Solid Quad 8node 82 apply Add/Edit/Delete Add select Solid Brick 8node 185 OK Options select K3: Plane strain OKClose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 MenuPreprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic，在EX框中输入2e11，在PRXY框中输入0.26，如图3所示，选择OK

4、并关闭对话框。图33.创建几何模型1. 选择ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 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) OK2. 生成管道截面。ANSYS 命令菜单栏: Work PlaneChange Active CS toGlobal Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines In Active Coord 依次连接1,2,3,4点OK 如图

5、4 图4Preprocessor Modeling Create Areas Arbitrary By Lines 依次拾取四条边OK ANSYS 命令菜单栏: Work PlaneChange Active CS toGlobal Cartesian 如图5图53.拉伸成3维实体模型Preprocessor Modelingoperateareasalong normal输入2，如图6所示图64.生成有限元网格Preprocessor Meshing Mesh ToolVolumes MeshTetFree,.采用自由网格划分单元。执行Main Menu-Preprocessor-Meshi

6、ng-Mesh-Volume-Free，弹出一个拾取框，拾取实体，单击OK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-On Areas，弹出一个拾取框，拾取前平面，单击OK按钮，弹出如图8所示的对话框，选择“UY”选项，单击OK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“UX”选项，单击OK按钮。2.施加载荷

7、。执行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Pressure-On 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10图9图103.求解。执行Main Menu-Solution-Solve-Current LS，弹出一个提示框。浏览后执行file-close，单击OK按钮开始求解运算。出现一个【Solution is done】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Main Menu-General Posproc-Plot Re

8、sults-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11图122.列出节点的结果。执行Main Menu-General Posproc-List Results-Nodal Solution，弹出如图13所示的对话框。设置好后点击OK按钮。生成如图14所示的结果图13图143.浏览节点上的Von Mises应力值。执行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu，弹出如图15所示对话框。设置好后单击OK按钮，生成

9、结果如图16所示。图15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“1/4 Dihedral Sym”单选按钮，单击OK按钮，生成结果如图18所示。图17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。图19图20结果分析通过图18可以看出，在分析过程中的最大变形量为418E-03m，最大的应力为994E+08Pa,最小应力为257E+09Pa。应力在内表面比较大，所以在生产中应加强内表面材料的强度。