基于有限元ANSYS压力容器应力分析报告
压力容器分析报告
目录
1 设计分析依据 (1)
1.1 设计参数 (1)
1.2 计算及评定条件 (1)
1.3 材料性能参数 (1)
2 结构有限元分析 (2)
2.1 理论基础 (2)
2.2 有限元模型 (2)
2.3 划分网格 (3)
2.4 边界条件 (5)
3 应力分析及评定 (5)
3.1 应力分析 (5)
3.2 应力强度校核 (6)
4 分析结论 (8)
4.1 上封头接头外侧 (9)
4.2 上封头接头内侧 (11)
4.3 上封头壁厚 (13)
4.4 筒体上 (15)
4.5 筒体左 (17)
4.6 下封头接着外侧 (19)
4.7 下封头壁厚 (21)
1 设计分析依据
（1）压力容器安全技术监察规程
（2）JB4732-1995 《钢制压力容器-分析设计标准》-2005确认版
1.1 设计参数
表1 设备基本设计参数
正常设计压力MPa 7.2
最高工作压力MPa 6.3
设计温度℃0~55
工作温度℃5~55
工作介质压缩空气46#汽轮机油
焊接系数φ 1.0
腐蚀裕度mm 2.0
容积㎡ 4.0
容积类别第二类
计算厚度mm 筒体29.36 封头29.03
1.2 计算及评定条件
（1）静强度计算条件
表2 设备载荷参数
设计载荷工况工作载荷工况
设计压力7.2MPa 工作压力6.3MPa
设计温度55℃工作温度5~55℃
注：在计算包括二次应力强度的组合应力强度时，应选用工作载荷进行计算，本报告中分别选用设计载荷进行计算，故采用设计载荷进行强度分析结果是偏安全的。
1.3 材料性能参数
材料性能参数见表3，其中弹性模型取自JB4732-95表G-5，泊松比根据JB4732-95的公式（5-1）计算得到，设计应力强度分别根据JB4732-95的表6-2、表6-4、表6-6确定。
表3 材料性能参数性能
温度55℃
材料名称厚度设计应力强度弹性模型泊松比
钢管20 ≤10mm 150 MPa 1.92×103MPa μ=0.3
锻钢Q345 ≤100mm 185 MPa 1.92×103MPa μ=0.3
钢板16MnR 26~36 188 MPa 1.92×103MPa μ=0.3
锻钢16Mn ≤300mm 168 MPa 1.92×103MPa μ=0.3
2 结构有限元分析
2.1 理论基础
传统的压力容器标准与规范，一般属于“常规设计”，以弹性失效准则为理论基础，由材料力学方法或经验得到较为简单的适合于工程应用的计算公式，求出容器在载荷作用下的最大主应力，将其限制在许用值以内，即可确认容器的壁厚。对容器局部区域的应力、高应力区的应力不做精细计算，以具体的结构形式限制，在计算公式中引入适当的系数或降低许用应力等方法予以控制，这是一种以弹性失效准则为基础，按最大主应力理论，以长期实践经验为依据而建立的一类标准。
塑性理论指出，由于弹性应力分析求得的各类名义应力对结构破坏的危险性是不同的，随着工艺条件的苛刻和容器的大型化，常规设计标准已经不能满足要求，尤其是在应力集中区域。若不考虑应力集中而只按照简化公式进行设计，不是为安全而过分浪费材料就是安全系数不够。基于各方面的考虑，产生了“分析设计”这种理念。采用以极限载荷、安定载荷和疲劳寿命为界限的“塑性失效”与“弹性失效”相结合的“弹塑性失效”准则，要求对容器所需部位的应力做详细的分析，根据产生应力的原因及应力是否有自限性，分为三类共五种，即一次总体薄膜应力( Pm) 、一次局部薄膜应力( Pc) 、一次弯曲应力( Pb) 、二次应力( Q) 和峰值应力( F) 。
对于压力容器的应力分析，重要的是得到应力沿壁厚的分布规律及大小，可采用沿壁厚方向的“校核线”来代替校核截面。而基于弹性力学理论的有限元分析方法，是一种对结构进行离散化后再求解的方法，为了获得所选“校核线”上的应力分布规律及大小，就必须对节点上的应力值进行后处理，即应力分类，根据对所选“校核线”上的应力进行分类，得出各类应力的值，若满足强度要求，则所设计容器是安全的。
按照JB4732-1995进行分析，整个计算采用ANSYS13.0软件，建立有限元模型，对设备进行强度应力分析。
2.2 有限元模型
由于主要关心容器开孔处的应力分布规律及大小，为减少计算量，只取开孔处作为分析对象，且取其中较为关心的大孔进行分析校核。分析设计所用的几何模型如图1所示。在上下封头和筒体之间存在不连续的壁厚，由于差距和影响量较小，此处统一采用上下封头的设计厚度。
图1 压力容器模型
2.3 划分网格
在结构的应力分析中，采用ANSYS13.0中的solid187单元进行六面体划分，如图2所示。图3~图5分别为上封头、筒体、下封头的有限元模型。
图2 压力容器有限元模型
图3 上封头有限元模型
图4 筒体有限元模型
图5 下封头有限元模型
2.4 边界条件
模型只取开孔段作为分析对象，约束条件为: 筒体底部为固结，筒内施加内压，整体温度设定为55℃，整体受向下的重力，如图6所示。
图6 边界条件
3 应力分析及评定
3.1 应力分析
在7.2MPa的设计压力下，压力容器的应力强度分布如图7所示。内部应力强度如图8所示。从图7、图8分析可知，应力主要集中于接头、开孔以及封头弯曲处。以下将主要针对应力集中区域进行强度分析。
图7 应力强度
图8 内部应力强度
3.2 应力强度校核
在设计载荷作用下的有限元模型进行应力强度分析，现对分析结果进行应力强度评定。评定的依据为JB4732-1995《钢制压力容器-分析设计标准》。
应力线性化路径的原则为：（1）通过应力强度最大节点，并沿壁厚方向的最短距离设定线性化路径；（2）对于相对应力强度高的区域，沿壁厚方向设定路径。
设计工况（7.2MPa）下的评定线性化路径见图9~图11，线性化结果见附录1~7，具体评定如下表4.
`
图9 上封头评定路径
图10 筒评定路径
图11 下封头评定路径表4 应力强度证实表
路径应力强度类型应力强度值
/MPa
应力强度许用极限
/MPa
评定结果线性结果
A 一次局部薄膜应力强度SII 153.8 1.5Sm=282 通过附录1 一次+二次应力强度SIV 240.5 3Sm=564 通过附录1
B 一次局部薄膜应力强度SII 141.8 1.5Sm=282 通过附录2 一次+二次应力强度SIV 174.1 3Sm=564 通过附录2
C 一次局部薄膜应力强度SII 167.9 1.5Sm=282 通过附录3 一次+二次应力强度SIV 288.7 3Sm=564 通过附录3
D 一次局部薄膜应力强度SII 73.88 1.5Sm=282 通过附录4 一次+二次应力强度SIV 177.2 3Sm=564 通过附录4
E 一次局部薄膜应力强度SII 117.9 1.5Sm=282 通过附录5 一次+二次应力强度SIV 226 3Sm=564 通过附录5
F 一次局部薄膜应力强度SII 281.9 1.5Sm=225 不通过附录6 一次+二次应力强度SIV 409.8 3Sm=450 通过附录6
G 一次局部薄膜应力强度SII 136 1.5Sm=282 通过附录7 一次+二次应力强度SIV 247.5 3Sm=564 通过附录7
4 分析结论
进油弯管需增加壁厚或者选用强度更高的材料。
附录
4.1 上封头接头外侧
PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= SHANG1 DSYS= 0
***** POST1 LINEARIZED STRESS LISTING *****
INSIDE NODE = 65832 OUTSIDE NODE = 65108
LOAD STEP 0 SUBSTEP= 1
TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM.
** MEMBRANE **
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
0.3095E+08 0.1217E+09 0.1575E+09 -0.4562E+07 -0.5633E+07 0.4286E+08
S1 S2 S3 SINT SEQV
0.1716E+09 0.1209E+09 0.1773E+08 0.1538E+09 0.1358E+09
** BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.2878E+08 0.3962E+08 0.6961E+08 -0.5587E+07 -0.2948E+07 0.4234E+08
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O -0.2878E+08 -0.3962E+08 -0.6961E+08 0.5587E+07 0.2948E+07 -0.4234E+08 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.9673E+08 0.3937E+08 0.1924E+07 0.9480E+08 0.8270E+08
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O -0.1924E+07 -0.3937E+08 -0.9673E+08 0.9480E+08 0.8270E+08
** MEMBRANE PLUS BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.5974E+08 0.1613E+09 0.2271E+09 -0.1015E+08 -0.8581E+07 0.8521E+08 C 0.3095E+08 0.1217E+09 0.1575E+09 -0.4562E+07 -0.5633E+07 0.4286E+08 O 0.2172E+07 0.8207E+08 0.8790E+08 0.1025E+07 -0.2685E+07 0.5227E+06 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.2642E+09 0.1602E+09 0.2373E+08 0.2405E+09 0.2089E+09
C 0.1716E+09 0.1209E+09 0.1773E+08 0.1538E+09 0.1358E+09
O 0.8895E+08 0.8104E+08 0.2155E+07 0.8679E+08 0.8312E+08
** PEAK ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.2811E+07 0.3018E+08 0.1030E+09 -0.4383E+07 -0.1327E+08 0.3888E+08 C -0.1887E+07 -0.5117E+07 -0.1999E+08 0.1399E+06 0.2935E+07 -0.6501E+07 O -0.8673E+07 0.1310E+08 0.5577E+08 -0.1213E+07 -0.9238E+07 0.1515E+08 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.1185E+09 0.2797E+08 -0.1050E+08 0.1290E+09 0.1147E+09
C 0.3219E+06 -0.4770E+07 -0.2254E+08 0.2287E+08 0.2079E+08
O 0.6095E+08 0.1133E+08 -0.1208E+08 0.7303E+08 0.6459E+08
** TOTAL ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.6255E+08 0.1915E+09 0.3301E+09 -0.1453E+08 -0.2185E+08 0.1241E+09 C 0.2907E+08 0.1166E+09 0.1375E+09 -0.4423E+07 -0.2698E+07 0.3636E+08 O -0.6501E+07 0.9517E+08 0.1437E+09 -0.1884E+06 -0.1192E+08 0.1567E+08 S1 S2 S3 SINT SEQV TEMP
I 0.3823E+09 0.1882E+09 0.1369E+08 0.3686E+09 0.3193E+09 55.00 C 0.1490E+09 0.1162E+09 0.1788E+08 0.1312E+09 0.1182E+09
O 0.1480E+09 0.9250E+08 -0.8129E+07 0.1561E+09 0.1370E+09 55.00 4.2 上封头接头内侧
PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= SHANG2 DSYS= 0
***** POST1 LINEARIZED STRESS LISTING *****
INSIDE NODE = 65118 OUTSIDE NODE = 65792
LOAD STEP 0 SUBSTEP= 1
TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM.
** MEMBRANE **
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
0.2875E+08 0.1579E+09 0.1366E+09 0.3146E+07 -0.1770E+08 0.1555E+08
S1 S2 S3 SINT SEQV
0.1681E+09 0.1289E+09 0.2631E+08 0.1418E+09 0.1268E+09
** BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I -0.2288E+07 0.1513E+08 -0.9214E+06 -0.2957E+08 -0.8940E+06 0.1769E+08
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O 0.2288E+07 -0.1513E+08 0.9214E+06 0.2957E+08 0.8940E+06 -0.1769E+08 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.4056E+08 0.2355E+07 -0.3099E+08 0.7155E+08 0.6201E+08
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O 0.3099E+08 -0.2355E+07 -0.4056E+08 0.7155E+08 0.6201E+08
** MEMBRANE PLUS BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.2646E+08 0.1731E+09 0.1357E+09 -0.2642E+08 -0.1859E+08 0.3324E+08 C 0.2875E+08 0.1579E+09 0.1366E+09 0.3146E+07 -0.1770E+08 0.1555E+08 O 0.3104E+08 0.1428E+09 0.1376E+09 0.3271E+08 -0.1680E+08 -0.2141E+07 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.1896E+09 0.1313E+09 0.1443E+08 0.1751E+09 0.1545E+09
C 0.1681E+09 0.1289E+09 0.2631E+08 0.1418E+09 0.1268E+09
O 0.1628E+09 0.1265E+09 0.2212E+08 0.1407E+09 0.1265E+09
** PEAK ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I -0.2802E+08 0.7015E+08 0.3489E+08 0.1126E+08 -0.3272E+08 0.2888E+07 C 0.4063E+07 -0.2083E+08 -0.9641E+07 0.4300E+06 0.9030E+07 -0.2299E+07 O -0.2077E+08 0.6375E+08 0.3106E+08 0.3320E+07 -0.2951E+08 0.4282E+07 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.9026E+08 0.1683E+08 -0.3008E+08 0.1203E+09 0.1051E+09
C 0.4493E+07 -0.4967E+07 -0.2593E+08 0.3043E+08 0.2697E+08
O 0.8115E+08 0.1448E+08 -0.2159E+08 0.1027E+09 0.9028E+08
** TOTAL ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I -0.1555E+07 0.2432E+09 0.1706E+09 -0.1516E+08 -0.5131E+08 0.3613E+08 C 0.3281E+08 0.1371E+09 0.1270E+09 0.3576E+07 -0.8666E+07 0.1325E+08 O 0.1027E+08 0.2066E+09 0.1686E+09 0.3603E+08 -0.4632E+08 0.2141E+07 S1 S2 S3 SINT SEQV TEMP
I 0.2731E+09 0.1481E+09 -0.8923E+07 0.2820E+09 0.2448E+09 55.00
C 0.1422E+09 0.1239E+09 0.3077E+08 0.1114E+09 0.1035E+09
O 0.2413E+09 0.1410E+09 0.3194E+07 0.2381E+09 0.2070E+09 55.00 4.3 上封头壁厚
PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= SHANG3 DSYS= 0
***** POST1 LINEARIZED STRESS LISTING *****
INSIDE NODE = 49272 OUTSIDE NODE = 48686
LOAD STEP 0 SUBSTEP= 1
TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM.
** MEMBRANE **
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
0.5762E+08 -0.3263E+08 0.5386E+07 -0.2845E+08 0.5323E+08 -0.3732E+08
S1 S2 S3 SINT SEQV
0.9774E+08 0.2812E+07 -0.7018E+08 0.1679E+09 0.1458E+09
** BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.8246E+08 0.5349E+08 0.6135E+08 -0.4608E+08 0.1814E+08 -0.6625E+08
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O -0.8246E+08 -0.5349E+08 -0.6135E+08 0.4608E+08 -0.1814E+08 0.6625E+08 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.1599E+09 0.3910E+08 -0.1731E+07 0.1617E+09 0.1456E+09
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O 0.1731E+07 -0.3910E+08 -0.1599E+09 0.1617E+09 0.1456E+09
** MEMBRANE PLUS BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.1401E+09 0.2085E+08 0.6673E+08 -0.7453E+08 0.7138E+08 -0.1036E+09 C 0.5762E+08 -0.3263E+08 0.5386E+07 -0.2845E+08 0.5323E+08 -0.3732E+08 O -0.2484E+08 -0.8612E+08 -0.5596E+08 0.1763E+08 0.3509E+08 0.2893E+08 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.2575E+09 0.1390E+07 -0.3119E+08 0.2887E+09 0.2738E+09
C 0.9774E+08 0.2812E+07 -0.7018E+08 0.1679E+09 0.1458E+09
O 0.5260E+07 -0.6292E+08 -0.1093E+09 0.1145E+09 0.9977E+08
** PEAK ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.1793E+05 0.4542E+07 0.1210E+08 -0.9771E+07 0.8742E+07 -0.8485E+07 C -0.8383E+06 -0.3266E+07 -0.6772E+07 0.5765E+07 -0.4293E+07 0.4571E+07 O 0.2142E+07 0.6671E+07 0.1298E+08 -0.1070E+08 0.7170E+07 -0.8071E+07 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.2435E+08 0.1700E+06 -0.7864E+07 0.3221E+08 0.2904E+08
C 0.3935E+07 -0.1194E+07 -0.1362E+08 0.1755E+08 0.1563E+08
O 0.2492E+08 0.3610E+07 -0.6740E+07 0.3166E+08 0.2796E+08
** TOTAL ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.1401E+09 0.2539E+08 0.7883E+08 -0.8431E+08 0.8012E+08 -0.1121E+09 C 0.5678E+08 -0.3590E+08 -0.1386E+07 -0.2269E+08 0.4894E+08 -0.3275E+08 O -0.2269E+08 -0.7945E+08 -0.4298E+08 0.6930E+07 0.4226E+08 0.2086E+08
S1 S2 S3 SINT SEQV TEMP
I 0.2786E+09 -0.1741E+07 -0.3249E+08 0.3110E+09 0.2969E+09 55.00
C 0.8656E+08 0.3481E+07 -0.7054E+08 0.1571E+09 0.1361E+09
O 0.2746E+07 -0.4023E+08 -0.1076E+09 0.1104E+09 0.9638E+08 55.00
4.4 筒体上
PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= TONGS DSYS= 0
***** POST1 LINEARIZED STRESS LISTING *****
INSIDE NODE = 62861 OUTSIDE NODE = 59472
LOAD STEP 0 SUBSTEP= 1
TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM.
** MEMBRANE **
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
0.9535E+08 0.4923E+08 0.1197E+09 -0.9268E+07 0.3511E+06 -0.6336E+07
S1 S2 S3 SINT SEQV
0.1213E+09 0.9551E+08 0.4742E+08 0.7388E+08 0.6494E+08
** BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.6888E+08 0.2537E+08 0.3977E+08 -0.6378E+08 0.1063E+08 -0.7203E+07
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O -0.6888E+08 -0.2537E+08 -0.3977E+08 0.6378E+08 -0.1063E+08 0.7203E+07 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.1164E+09 0.3821E+08 -0.2060E+08 0.1370E+09 0.1191E+09
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O 0.2060E+08 -0.3821E+08 -0.1164E+09 0.1370E+09 0.1191E+09
** MEMBRANE PLUS BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.1642E+09 0.7460E+08 0.1594E+09 -0.7305E+08 0.1099E+08 -0.1354E+08 C 0.9535E+08 0.4923E+08 0.1197E+09 -0.9268E+07 0.3511E+06 -0.6336E+07 O 0.2647E+08 0.2386E+08 0.7988E+08 0.5452E+08 -0.1028E+08 0.8677E+06 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.2109E+09 0.1538E+09 0.3364E+08 0.1772E+09 0.1567E+09
C 0.1213E+09 0.9551E+08 0.4742E+08 0.7388E+08 0.6494E+08
O 0.8664E+08 0.7352E+08 -0.2995E+08 0.1166E+09 0.1106E+09
** PEAK ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.9953E+06 0.6633E+08 0.1526E+08 -0.8254E+08 0.1203E+08 -0.4368E+07 C -0.1499E+08 -0.1079E+08 -0.6145E+07 0.1518E+08 -0.1492E+07 0.1905E+07 O 0.2096E+08 0.3066E+08 0.1161E+08 -0.7721E+07 -0.1279E+06 -0.9362E+06 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.1238E+09 0.1399E+08 -0.5525E+08 0.1791E+09 0.1564E+09
C 0.2438E+07 -0.5886E+07 -0.2848E+08 0.3092E+08 0.2771E+08
O 0.3493E+08 0.1684E+08 0.1146E+08 0.2348E+08 0.2130E+08
** TOTAL ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.1652E+09 0.1409E+09 0.1747E+09 -0.1556E+09 0.2301E+08 -0.1791E+08 C 0.8036E+08 0.3843E+08 0.1135E+09 0.5914E+07 -0.1141E+07 -0.4431E+07
O 0.4743E+08 0.5452E+08 0.9149E+08 0.4679E+08 -0.1041E+08 -0.6848E+05 S1 S2 S3 SINT SEQV TEMP
I 0.3150E+09 0.1689E+09 -0.3117E+07 0.3182E+09 0.2758E+09 55.00
C 0.1141E+09 0.8055E+08 0.3761E+08 0.7653E+08 0.6644E+08
O 0.1032E+09 0.8678E+08 0.3481E+07 0.9970E+08 0.9259E+08 55.00
4.5 筒体左
PRINT LINEARIZED STRESS THROUGH A SECTION DEFINED BY PATH= TONGZ DSYS= 0
***** POST1 LINEARIZED STRESS LISTING *****
INSIDE NODE = 59023 OUTSIDE NODE = 63007
LOAD STEP 0 SUBSTEP= 1
TIME= 1.0000 LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING X,Y,Z STRESSES ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM.
** MEMBRANE **
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
0.1084E+09 0.4348E+08 0.8898E+08 -0.6526E+06 -0.5380E+08 -0.5203E+07
S1 S2 S3 SINT SEQV
0.1256E+09 0.1076E+09 0.7694E+07 0.1179E+09 0.1100E+09
** BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.5152E+08 0.6348E+08 0.7522E+08 0.1480E+07 -0.5553E+08 0.4146E+07
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O -0.5152E+08 -0.6348E+08 -0.7522E+08 -0.1480E+07 0.5553E+08 -0.4146E+07
S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.1252E+09 0.5185E+08 0.1312E+08 0.1121E+09 0.9864E+08
C 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000
O -0.1312E+08 -0.5185E+08 -0.1252E+09 0.1121E+09 0.9864E+08
** MEMBRANE PLUS BENDING ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.1599E+09 0.1070E+09 0.1642E+09 0.8279E+06 -0.1093E+09 -0.1057E+07 C 0.1084E+09 0.4348E+08 0.8898E+08 -0.6526E+06 -0.5380E+08 -0.5203E+07 O 0.5685E+08 -0.2001E+08 0.1375E+08 -0.2133E+07 0.1722E+07 -0.9350E+07 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.2486E+09 0.1599E+09 0.2256E+08 0.2260E+09 0.1973E+09
C 0.1256E+09 0.1076E+09 0.7694E+07 0.1179E+09 0.1100E+09
O 0.5887E+08 0.1186E+08 -0.2013E+08 0.7900E+08 0.6882E+08
** PEAK ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.2352E+08 0.1675E+08 0.5711E+08 -0.1631E+07 -0.6331E+08 0.2876E+06 C -0.2928E+07 -0.1661E+07 -0.5356E+07 0.4859E+06 0.6743E+07 0.3608E+06 O -0.3862E+07 -0.4398E+07 -0.1870E+08 -0.3110E+07 -0.5399E+07 -0.2107E+07 S1 S2 S3 SINT SEQV
I 0.1034E+09 0.2352E+08 -0.2955E+08 0.1329E+09 0.1159E+09
C 0.3540E+07 -0.2984E+07 -0.1050E+08 0.1404E+08 0.1217E+08
O -0.6846E+06 -0.5239E+07 -0.2104E+08 0.2035E+08 0.1850E+08
** TOTAL ** I=INSIDE C=CENTER O=OUTSIDE
SX SY SZ SXY SYZ SXZ
I 0.1834E+09 0.1237E+09 0.2213E+09 -0.8033E+06 -0.1726E+09 -0.7694E+06
ansys经典例题步骤
Project1 梁的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: beam。 NOTE:要求选择不同形状的截面分别进行计算。 梁承受均布载荷：1.0e5 Pa 图1-1梁的计算分析模型 梁截面分别采用以下三种截面（单位：m）： 矩形截面：圆截面：工字形截面： B=0.1, H=0.15 R=0.1 w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2, t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007 1.1进入ANSYS 程序→ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: beam→Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete… →Add… →select Beam 2 node 188 →OK (back to Element Types window)→Close (the Element Type window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK 1.5定义截面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Sections →Beam →Common Sectns→分别定义矩形截面、圆截面和工字形截面：矩形截面:ID=1,B=0.1，H=0.15 →Apply →圆截面：ID=2,R=0.1 →Apply →工字形截面：ID=3,w1=0.1，w2=0.1，w3=0.2，t1=0.0114，t2=0.0114，t3=0.007→OK
ANSYS实体建模有限元分析-课程设计报告
南京理工大学 课程设计说明书(论文) 作者:学号： 学院(系):理学院 专业:工程力学 题目:ANSYS实体建模有限元分析 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 20 年月日
练习题一 要求： 照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型，说明所用单元种类、单元总数和节点数。 操作步骤： 拟采用自底向上建模方式建模。 1.定义工作文件名和工作标题 1)选择Utility Menu>File>Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM ] Enter new jobname文本框中输入工作文件名learning1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu>File>Change Title命令，出现Change Title对话框，在[/TITLE] Enter new title文本框中输入08dp,单击OK按钮关闭该对话框。 2.定义单元类型 1)选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮,出现 Library of Element Types 对话框。在Library of Element Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10node 92，在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 3.创建几何模型 1)选择Utility Menu>P1otCtrls>Style>Colors>Reverse Video命令，设置显示颜色。 2)选择Utility Menu>P1otCtrls>View Settings>Viewing Direction命令，出现Viewing Direction对话框，在XV,YV,ZV Coords of view point文本框中分别输入1, 1, 1，其余选项采用默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。 3)建立支座底块 选择Main Menu>Preprocessor> Modeling>Create>volumes>Block>By Demensios 命令，出现Create Block by Demensios对话框，在X1,X2 X-coor dinates文本框
Ansys有限元分析实例[教学]
Ansys有限元分析实例[教学] 有限元分析案例:打点喷枪模组(用于手机平板电脑等电子元件粘接)，该产品主要是使用压缩空气推动模组内的顶针作高频上下往复运动，从而将高粘度的胶水从喷嘴中打出(喷嘴尺寸,0.007”)。顶针是这个产品中的核心零件，设计使用材料是:AISI 4140 最高工作频率是160HZ(一个周期中3ms开3ms关)，压缩空气压力3-8bar, 直接作用在顶针活塞面上，用Ansys仿真模拟分析零件的强度是否符合要求。 1. 零件外形设计图:
2. 简化模型特征后在Ansys14.0 中完成有限元几何模型创建:
3. 选择有限元实体单元并设定，单元类型是SOILD185，由于几何建模时使用的长度单位是mm, Ansys采用单位是长度:mm 压强: 3Mpa 密度:Ton/M。根据题目中的材料特性设置该计算模型使用的材料属性:杨氏模量 2.1E5; 泊松比:0.29; 4. 几何模型进行切割分成可以进行六面体网格划分的规则几何形状后对各个实体进行六面体网格划分，网格结果: 5. 依据使用工况条件要求对有限元单元元素施加约束和作用载荷:
说明: 约束在顶针底端球面位移全约束; 分别模拟当滑块顶断面分别以8Bar，5Bar，4Bar和3Bar时分析顶针的内应力分布，根据计算结果确定该产品允许最大工作压力范围。 6. 分析结果及讨论: 当压缩空气压力是8Bar时: 当压缩空气压力是5Bar时:
当压缩空气压力是4Bar时: 结论: 通过比较在不同压力载荷下最大内应力的变化发现，顶针工作在8Bar时最大应力达到250Mpa，考虑到零件是在160HZ高频率在做往返运动，疲劳寿命要求50百万次以上，因此采用允许其最大工作压力在5Mpa，此时内应力为156Mpa，按线性累积损伤理论[3 ]进行疲劳寿命L-N疲劳计算，进一部验证产品的设计寿命和可靠性。
[整理]《ANSYS120宝典》习题.
第1章 习题 1.ANSYS软件程序包括几大功能模块？分别有什么作用？ 2.如何启动和退出ANSYS程序？ 3.ANSYS程序有哪几种文件类型？ 4.ANSYS结构有限元分析的基本过程是什么？ 5.两杆平面桁架尺寸及角度如习题图1.1所示，杆件材料的弹性模量为2.1×1011Pa，泊松 比为0.3，截面面积为10cm2，所受集中力载荷F=1000N。试采用二维杆单元LINK1计算集中力位置节点的位移和约束节点的约束反力。 习题图1.1 两杆平面桁架 第2章 习题 1.建立有限元模型有几种方法？ 2.ANSYS程序提供了哪几种坐标系供用户选择？ 3.ANSYS程序中如何平移和旋转工作平面？ 4.试分别采用自底向上的建模方法和自顶向下的建模方法建立如习题图2.1所示的平面图 形，其中没有尺寸标注的图形读者可自行假定，并试着采用布尔运算的拉伸操作将平面图形沿法向拉伸为立体图形。
习题图2.1 平面图形 5.试分别利用布尔运算建立如习题图2.2所示的立体图形，其中没有尺寸标注的图形读者 可自行假定。 习题图2.2 立体图形 6.试对习题图2.3所示的图形进行映射网格划分，并任意控制其网格尺寸，图形尺寸读者 可自行假定。 习题图2.3 映射网格划分
第3章 习题 1.试阐述ANSYS载荷类型及其加载方式。 2.试阐述ANSYS主要求解器类型及其适用范围。 3.如何进行多载荷步的创建，并进行求解？ 4.试建立如习题图3.1所示的矩形梁，并按照图形所示施加约束和载荷，矩形梁尺寸及载 荷位置大小读者可自行假定。 习题图3.1 矩形梁约束与载荷 5.试建立如习题图3.2所示的平面图形，并按照图形所示施加约束和载荷，平面图形的尺 寸及载荷大小读者可自行假定。 习题图3.2 平面图形约束与载荷 第4章 习题
ansys考试重点整理
ANSYS复习试卷 一、填空题 1.启动ANSYS有命令方式和菜单方式两种方式。 2.典型的ANSYS分析步骤有创建有限元模型（预处理阶段）、施加载荷并求解（求解阶段）、查看结果（后处理阶段）等。 3.APDL语言的参数有变量参数和数组参数，前者有数值型和字符型，后者有数值型、字符型和表。 4.ANSYS中常用的实体建模方式有自下而上建模和自上而下建模两种。 5.ANSYS中的总体坐标系有总体迪卡尔坐标系 [csys,0]、总体柱坐标系(Z)[csys,1]、总体球坐标系[csys,2]和总体柱坐标系(Y)[csys,3]。 6.ANSYS中网格划分的方法有自由网格划分、映射网格划分、扫掠网格划分、过渡网格划分等。 7.ANSYS中载荷既可以加在实体模型上，也可以加在有限元模型上。 8.ANSYS中常用的加载方式有直接加载、表格加载和函数加载。 9.在ANSYS中常用的结果显示方式有图像显示、列表显示、动画显示等。 10.在ANSYS中结果后处理主要在通用后处理器 (POST1) 和时间历程后处理器 (POST26) 里完成。 11.谐响应分析中主要的三种求解方法是完全法、缩减法、模
态叠加法 。 12.模态分析主要用于计算结构的 固有频率 和 振型(模态) 。 13. ANSYS 热分析可分为 稳态传热 、 瞬态传热 和 耦合分析 三类。 14. 用于热辐射中净热量传递的斯蒂芬-波尔兹曼方程的表达式是4411212()q A F T T εσ=-。 15. 热传递的方式有 热传导 、 热对流 、 热辐射 三种。 16. 利用ANSYS 软件进行耦合分析的方法有 直接耦合 、 间接耦合 两种。 二、 简答题 1. 有限元方法计算的思路是什么包含哪几个过程 答：（1）有限元是将一个连续体结构离散成有限个单元体，这些单元体在节点处相互铰结，把荷载简化到节点上，计算在外荷载作用下各节点的位移，进而计算各单元的应力和应变。用离散体的解答近似代替原连续体解答，当单元划分得足够密时，它与真实解是接近的。 （2）物体离散化；单元特性分析；单元组装；求解节点自由度。 2. ANSYS 都有哪几个处理器各自用途是什么 答：（1）有6个，分别是：前处理器；求解器；通用后处理器；时间历程后处理器；拓扑优化器；优化器。 （2）前处理器：创建有限元或实体模型； 求解器：施加荷载并求解； 通用后处理器：查看模型在某一时刻的结果； 时间历程后处理器：查看模型在不同时间段或子步历程上的结果； 拓扑优化器：寻求物体对材料的最佳利用； 优化器：进行传统的优化设计；
ANSYS 有限元分析 平面薄板
《有限元基础教程》作业二：平面薄板的有限元分析 班级：机自101202班 姓名：韩晓峰 学号：201012030210 一．问题描述： P P h 1mm R1mm 10m m 10mm 条件：上图所示为一个承受拉伸的正方形板，长度和宽度均为10mm ，厚度为h 为1mm ，中心圆的半径R 为1mm 。已知材料属性为弹性模量E=1MPa ，泊松比为0.3，拉伸的均布载荷q ＝ 1N/mm 2。根据平板结构的对称性，只需分析其中的二分之一即可，简化模型如上右图所示。 二．求解过程： 1 进入ANSYS 程序 →ANSYS 10.0→ANSYS Product Launcher →File management →input job name: ZY2→Run 2设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural → OK 3选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK → Options… →select K3: Plane Strs w/thk →OK →Close 4定义材料参数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX: 1e6, PRXY:0.3 → OK 5定义实常数以及确定平面问题的厚度 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constants …→Add/Edit/Delete →Add →Type 1→OK →Real Constant Set No.1,THK:1→OK →Close 6生成几何模型 a 生成平面方板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Rectangle →By 2 Corners →WP X:0,WP Y:0,Width:5,Height:5→OK b 生成圆孔平面 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Circle →Solid Circle →WPX=0,WPY=0,RADIUS=1→OK b 生成带孔板 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Operate →Booleans → Subtract →Areas →点击area1→OK →点击area2→OK 7 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool →(Size Controls) Global: Set →SIZE: 0.5 →OK →iMesh →Pick All → Close 8 模型施加约束
ANSYS实体建模有限元分析-课程设计报告
南京理工大学课程设计说明书(论文) 作者:学号：11370108 学院(系):理学院 专业:工程力学 题目:ANSYS实体建模有限元分析 指导者： (姓名) (专业技术职务) 评阅者： (姓名) (专业技术职务) 20 年月日
练习题一 要求： 照图利用ANSYS软件建立实体模型和有限元离散模型，说明所用单元种类、单元总数和节点数。 操作步骤： 拟采用自底向上建模方式建模。 1.定义工作文件名和工作标题 1)选择Utility Menu>File>Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM ] Enter new jobname文本框中输入工作文件名learning1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)选择Utility Menu>File>Change Title命令，出现Change Title对话框，在[/TITLE] Enter new title文本框中输入0911370108dp,单击OK按钮关闭该对话框。2.定义单元类型 1)选择Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框，单击Add按钮,出现 Library of Element Types 对话框。 在Library of Element Types 列表框中选择 Structural Solid, Tet 10node 92，在Element type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭该对话框。 2)单击Element Types对话框上的Close按钮，关闭该对话框。 3.创建几何模型 1)选择Utility Menu>P1otCtrls>Style>Colors>Reverse Video命令，设置显示颜色。
ansys有限元分析作业经典案例教程文件
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 宁波理工学院
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 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 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 Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK
2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →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并关闭对话框。 图3 3.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) →OK
课程设计ANSYS有限元分析(最完整)
有限元法分析与建模课程设计报告 学院：机电学院 专业：机械制造及其自动化指导教师：**** 学生：* *** 学号：2012011**** 2015-12-31
摘要 本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。力求较为真实地反映光盘在光驱中实际应力和应变分布情况，为人们进行合理的标准光盘结构设计和制造工艺提供理论依据。 关键词：ANSYS10.0；光盘；应力；应变。
目录 第一章引言 (3) 1.1 引言 (3) 第二章问题描述 (4) 2.1有限元法及其基本思想 (4) 2.2 问题描述 (4) 第三章力学模型的建立和求解 (5) 3.1设定分析作业名和标题 (5) 3.2定义单元类型 (6) 3.3定义实常数 (9) 3.4定义材料属性 (12) 3.5建立盘面模型 (14) 3.6对盘面划分网格 (22) 3.7施加位移边界 (27) 3.8施加转速惯性载荷并求解 (30) 第四章结果分析 (32) 4.1 旋转结果坐标系 (32) 4.2查看变形 (33) 4.3查看应力 (35) 总结 (38) 参考文献 (39)
第一章引言 1.1 引言 光盘业是我国信息化建设中发展迅速的产业之一，认真研究光盘产业的规律和发展趋势，是一件非常迫切的工作。光盘产业发展的整体性强，宏观调控要求高，因此，对于光盘产业的总体部署、合理布局和有序发展等问题，包括节目制作、软件开发、硬件制造、节目生产、技术标准等。 在高速光盘驱动器中，光盘片会产生应力和应变，在用ANSYS分析时，要施加盘片高速旋转引起的惯性载荷，即可以施加角速度。需要注意的是，利用ANSYS施加边界条件时，要将内孔边缘节点的周向位移固定，为施加周向位移，而且还需要将节点坐标系旋转到柱坐标系下。 本文通过ANSYS10.0建立了标准光盘的离心力分析模型，采用有限元方法对高速旋转的光盘引起的应力及其应变进行分析，同时运用经典弹性力学知识来介绍ANSYS10.0中关于平面应力问题分析的基本过程和注意事项。
ansys有限元分析工程实例大作业
ansys有限元分析工程实例大作业
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
辽宁工程技术大学 有限元软件工程实例分析 题目基于ANSYS钢桁架桥的静力分析专业班级建工研16-1班（结构工程）学号 471620445 姓名 日期 2017年4月15日
基于ANSYS钢桁架桥的静力分析 摘要：本文采用ANSYS分析程序，对下承式钢桁架桥进行了有限元建模;对桁架桥进行了静力分析，作出了桁架桥在静载下的结构变形图、位移云图、以及各个节点处的结构内力图（轴力图、弯矩图、剪切力图），找出了结构的危险截面。 关键词：ANSYS；钢桁架桥；静力分析；结构分析。 引言：随着现代交通运输的快速发展，桥梁兴建的规模在不断的扩大，尤其是现代铁路行业的快速发展更加促进了铁路桥梁的建设，一些新建的高速铁路桥梁可以达到四线甚至是六线，由于桥面和桥身的材料不同导致其受力情况变得复杂，这就需要桥梁需要有足够的承载力，足够的竖向侧向和扭转刚度，同时还应具有良好的稳定性以及较高的减震降噪性，因此对其应用计算机和求解软件快速进行力学分析了解其受力特性具有重要的意义。 1、工程简介 某一下承式简支钢桁架桥由型钢组成，顶梁及侧梁，桥身弦杆，底梁分别采用3种不同型号的型钢，结构参数见表1，材料属性见表2。桥长32米，桥高5.5米，桥身由8段桁架组成，每个节段4米。该桥梁可以通行卡车，若只考虑卡车位于桥梁中间位置，假设卡车的质量为4000kg，若取一半的模型，可以将卡车对桥梁的作用力简化为P1，P2，和P3，其中P1=P3=5000N，P2=10000N,见图2,钢桥的形式见图1，其结构简图见图3。
有限元分析大作业试题
有限元分析习题及大作业试题 要求：1）个人按上机指南步骤至少选择习题中3个习题独立完成，并将计算结果上交； 2）以小组为单位完成有限元分析计算； 3）以小组为单位编写计算分析报告； 4）计算分析报告应包括以下部分： A、问题描述及数学建模； B、有限元建模（单元选择、结点布置及规模、网格划分方 案、载荷及边界条件处理、求解控制） C、计算结果及结果分析（位移分析、应力分析、正确性分 析评判） D、多方案计算比较（结点规模增减对精度的影响分析、单 元改变对精度的影响分析、不同网格划分方案对结果的 影响分析等） E、建议与体会 4）11月1日前必须完成，并递交计算分析报告（报告要求打印）。
习题及上机指南：（试题见上机指南） 例题1 坝体的有限元建模与受力分析 例题2 平板的有限元建模与变形分析 例题1：平板的有限元建模与变形分析 计算分析模型如图1-1 所示, 习题文件名: plane 0.5 m 0.5 m 0.5 m 0.5 m 板承受均布载荷：1.0e 5 P a 图1－1 受均布载荷作用的平板计算分析模型 1.1 进入ANSYS 程序 →ANSYSED 6.1 →Interactive →change the working directory into yours →input Initial jobname: plane →Run 1.2设置计算类型 ANSYS Main Menu : Preferences →select Structural → OK 1.3选择单元类型 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Element T ype →Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element T ypes window) → Options… →select K3: Plane stress w/thk →OK →Close (the Element T ype window) 1.4定义材料参数 ANSYS Main Menu : Preprocessor →Material Props →Material Models →Structural →Linear →Elastic →Isotropic →input EX:2.1e11, PRXY :0.3 → OK 1.5定义实常数 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Real Constant s… →Add … →select T ype 1→ OK →input THK:1 →OK →Close (the Real Constants Window)
ansys有限元分析大作业
ansys有限元分析大作业
有限元大作业 设计题目: 单车的设计及ansys有限元分析 专业班级: 姓名: 学号: 指导老师: 完成日期: 2016.11.23
单车的设计及ansys模拟分析 一、单车实体设计与建模 1、总体设计 单车的总体设计三维图如下，采用pro-e进行实体建模。 在建模时修改proe默认单位为国际主单位(米千克秒 mks) Proe》文件》属性》修改
2、车架 车架是构成单车的基体，联接着单车的其余各个部件并承受骑者的体重及单车在行驶时经受各种震动和冲击力量，因此除了强度以外还应有足够的刚度，这是为了在各种行驶条件下，使固定在车架上的各机构的相对位置应保持不变，充分发挥各部位的功能。车架分为前部和后部，前部为转向部分，后部为驱动部分，由于受力较大，所有要对后半部分进行加固。
二、单车有限元模型 1、材料的选择 单车的车身选用铝合金（6061-T6）T6标志表示经过热处理、时效。 其属性如下： 弹性模量：） .6+ 90E （2 N/m 10 泊松比：0.33 质量密度：） 3 2.70E+ N/m （2 抗剪模量：） 60E .2+ N/m （2 10 屈服强度：） .2+ （2 75E 8 N/m 2、单车模型的简化 为了方便单车的模拟分析，提高电脑的运算
效率，可对单车进行初步的简化；单车受到的力的主要由车架承受，因此必须保证车架能够有足够的强度、刚度，抗振的能力，故分析的时候主要对车架进行分析。简化后的车架如下图所示。 3、单元体的选择 单车车架为实体故定义车架的单元类型为实体单元（solid）。查资料可以知道3D实体常用结构实体单元有下表。 单元名称说明 Solid45 三维结构实体单元，单元由8个节点定义，具有塑性、蠕变、应力刚化、 大变形、大应变功能，其高阶单元是 solid95
ANSYS有限元分析实例
有限元分析 一个厚度为20mm的带孔矩形板受平面内张力，如下图所示。左边固定，右边受载荷p=20N/mm作用，求其变形情况 P 一个典型的ANSYS分析过程可分为以下6个步骤： ①定义参数 ②创建几何模型 ③划分网格 ④加载数据 ⑤求解 ⑥结果分析 1定义参数 1.1指定工程名和分析标题 (1)启动ANSYS软件，选择File→Change Jobname命令，弹出如图所示的[Change Jobname]对话框。 (2)在[Enter new jobname]文本框中输入“plane”，同时把[New log and error files]中的复选框选为Yes，单击确定 (3)选择File→Change Title菜单命令，弹出如图所示的[Change Title]对话框。 (4)在[Enter new title]文本框中输入“2D Plane Stress Bracket”，单击确定。 1.2定义单位
在ANSYS软件操作主界面的输入窗口中输入“/UNIT,SI” 1.3定义单元类型 (1)选择Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete命令，弹出如图所示[Element Types]对话框。 (2)单击[Element Types]对话框中的[Add]按钮，在弹出的如下所示[Library of Element Types]对话框。 (3)选择左边文本框中的[Solid]选项，右边文本框中的[8node 82]选项，单击确定，。 (4)返回[Element Types]对话框，如下所示 (5)单击[Options]按钮，弹出如下所示[PLANE82 element type options]对话框。
几个ansys经典实例(长见识)
平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end
ansys有限元建模与分析实例-详细步骤
《有限元法及其应用》课程作业ANSYS应用分析 学号： 姓名： 专业：建筑与土木工程
角托架的有限元建模与分析 一 、模型介绍 本模型是关于一个角托架的简单加载，线性静态结构分析问题，托架的具体形状和尺寸如图所示。托架左上方的销孔被焊接完全固定，其右下角的销孔受到锥形压力载荷，角托架材料为Q235A 优质钢。角托架材料参数为：弹性模量366E e psi =；泊松比0.27ν= 托架图（厚度：0.5） 二、问题分析 因为角托架在Z 方向尺寸相对于其在X,Y 方向的尺寸来说很小，并且压力荷载仅作用在X,Y 平面上，因此可以认为这个分析为平面应力状态。 三、模型建立 3.1 指定工作文件名和分析标题 （1）选择菜单栏Utility Menu → 命令.系统将弹出Jobname(修改文件名)对话框,输入bracket （2）定义分析标题 GUI ：Utility Menu>Preprocess>Element Type>Add/Edit/Delete 执行命令后，弹出对话框，输入stress in a bracket 作为ANSYS 图形显示时的标题。 3.2设置计算类型 Main Menu: Preferences … →select Structural → OK 3.3定义单元类型 PLANE82 GUI ：Main Menu →Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令，系统将弹出Element Types 对话框。单击Add 按钮，在对话框左边的下拉列表中单击Structural Solid →Quad 8node 82，选择8节点平面单元PLANE82。单击ok ，Element Types 对话框，单击Option ，在Element behavior 后面窗口中选取Plane strs w/thk 后单击ok 完成定义单元类型。 3.4定义单元实常数 GUI ：Main Menu: Preprocessor →Real Constants →Add/Edit/Delete ，弹出定义实常数对话框，单击Add ，弹出要定义实常数单元对话框，选中PLANE82单元后，单击OK →定义单元厚度对话框，在THK 中输入0.5.
ansys有限元分析作业经典案例
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 宁波理工学院
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 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5 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 Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK
2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。 图2 3.设置材料属性。执行Main Menu→Preprocessor →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并关闭对话框。 图3 3.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) →OK
一个经典的ansys热分析实例(流程序)
/PREP7 /TITLE,Steady-state thermal analysis of pipe junction /UNITS,BIN ! 英制单位；Use U. S. Customary system of units (inches) ! /SHOW, ! Specify graphics driver for interactive run ET,1,90 ! Define 20-node, 3-D thermal solid element MP,DENS,1,.285 ! Density = .285 lbf/in^3 MPTEMP,,70,200,300,400,500 ! Create temperature table MPDATA,KXX,1,,8.35/12,8.90/12,9.35/12,9.80/12,10.23/12 ! 指定与温度相对应的数据材料属性；导热系数；Define conductivity values MPDATA,C,1,,.113,.117,.119,.122,.125 ! Define specific heat values（比热） MPDATA,HF,2,,426/144,405/144,352/144,275/144,221/144 ! Define film coefficient;除144是单位问题，上面的除12也是单元问题 ! Define parameters for model generation RI1=1.3 ! Inside radius of cylindrical tank RO1=1.5 ! Outside radius Z1=2 ! Length RI2=.4 ! Inside radius of pipe RO2=.5 ! Outside pipe radius Z2=2 ! Pipe length CYLIND,RI1,RO1,,Z1,,90 ! 90 degree cylindrical volume for tank WPROTA,0,-90 ! 旋转当前工作的平面；从Y到Z旋转-90度；；Rotate working plane to pipe axis CYLIND,RI2,RO2,,Z2,-90 ! 角度选择在了第四象限；90 degree cylindrical volume for pipe WPSTYL,DEFA ! 重新安排工作平面的设置；另外WPSTYL,STAT to list the status of the working plane；；Return working plane to default setting BOPT,NUMB,OFF ! 关掉布尔操作的数字警告信息；Turn off Boolean numbering warning VOVLAP,1,2 ! 交迭体；Overlap the two cylinders /PNUM,VOLU,1 ! 体编号打开；Turn volume numbers on /VIEW,,-3,-1,1
ansys有限元分析作业
有限元分析作业 作业名称输气管道有限元建模分析 姓名邓伟 学号 p1202100706 班级：浦机械1007 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 承受内压：1.0e8 Pa R1=0.3 R2=0.5
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 Menu-File→Chang Jobname-3070611062，单击OK按钮。 2.定义工作标题。执行Utility Menu-File→Change Tile-chentengfei3070611062，单击OK按钮。 3.更改目录。执行Utility Menu-File→change the working directory –D/chen 2.定义单元类型和材料属性 1.设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences →select Structural →OK 2.选择单元类型。执行ANSYS Main Menu→Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 8node 82 →apply Add/Edit/Delete →Add →select Solid Brick 8node 185 →OK Options…→select K3: Plane strain →OK→Close如图2所示，选择OK接受单元类型并关闭对话框。
基于某ANSYS地典型零件有限元分析报告
基于ANSYS的典型零件的有限元分析通过对典型零件的有限元分析来验证里零件的强度是否符合设计标准，可以及早发现缺陷，实现优化设计。对产品的设计安全性有重要意义。我们从零件的静力分析和模态分析两个方面来做CAE分析。 使用ANSYS软件的不同模块：ANSYS经典界面 ANSYS WORKBENCH 一、轮毂的模态分析 1.1轮毂的CAD模型： 该模型由NX建模，导入Ansys WorkBench中。 1.2网格划分： 采用自由网格划分 1、分析时采用的单位制： Metric (mm, kg, N, s, mV, mA) 2、轮毂的材料 铝合金：Aluminum Alloy 密度：2.77e-006 kg mm^-3 杨氏模量：710000MP 泊松比：0.33 1.3添加约束： 在五个螺栓孔添加固定约束：
1.4求解结果 阶数频率（HZ）最大位移(mm) 1 2470.4 89.844 2 3044.1 127.1 3 3047.6 127.27 4 3294.1 210.18 5 3295.5 209.73 6 4509.5 94.061 7 6040.5 247.04 8 6041.9 245.43
2、传动齿轮的静应力分析 该模型为传动系变速器与托深差速器动力传递的齿轮，该齿轮在传动系中起到关键作用，所以对其结构安全性分析是非常有必要的。 2.1模型建立 该齿轮首先在PRO/E中建模，导出IGES文件，再导入Ansys经典中，由于出现错误，只有面体，所以本人将模型的进行修改，通过删除面、线、点的方法，最终的到一个齿轮面。 2 2.2网格划分 在本例中，我采用由面网格扫略生成体同时生成体网格的方法。 采用的单元：1 PLANE42 面单元 2 SOLID45 体单元 材料参数：杨氏模量：2.7X10^5 MP 泊松比：0.33 首先对齿轮面进行网格划分，让后由面网格进拉伸成体网格 具体操作如下： modeling—operate—extrude—Elem Ext Opets—在element type number 中选择2 solid45， 同时在No. Elem divs 中设置要拉伸网格的数量。