实验二 受内压作用的球体的有限元建模与分析受内压作用的球体，球体外径0.5m，内径0.3m，承受内压1.0×108 Pa材料弹性模量E=2.1×1011Pa，泊松比μ=0.3试对其进行有限元分析，得出应力分布和变形分布注：可以采用轴对称分析，根据对称性，再将平面模型简化第一步、进入ANSYS 1）工作文件名：Utility Menu>File>Change Jobname,，输入Enter New jobname:zuoyeer 2）分析标题：Utility Menu>File>Change Title,，输入 Enter New Title:qiutifenxi如图1、2所示图1图2第二步、设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences… →select Structural → OK，如图3所示图3第三步、选择单元类型 ANSYS Main Menu: Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete →Add →select Solid Quad 4node 42 →OK (back to Element Types window) → Options… →select K3: Axisymmetric →OK→Close (the Element Type window)，如图4、5所示。
图4图5第四步、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，如图6所示图6第五步、创建有限元模型生成特征点 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，如图7所示图7生成球体截面ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical →ANSYS Main Menu: Preprocessor →Modeling →Create →Lines→Lines →In Active Coord →依次连接1,2,3,4点→OK →Preprocessor →Modeling →Create →Areas →Arbitrary →By Lines →依次拾取四条边→OK →ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian，如图8、9、10、11所示。
图8图9图10图11第六步、 网格划分 ANSYS Main Menu: Preprocessor →Meshing →Mesh Tool→(Size Controls) lines: Set →拾取两条直边:OK→input NDIV: 10 →Apply→拾取两条曲边:OK →input NDIV: 20 →OK →(back to the mesh tool window)Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped →Mesh →Pick All (in Picking Menu) → Close( the Mesh Tool window)，如图12所示图12第七步、模型施加约束给水平直边施加约束ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement →On Lines →拾取水平边：Lab2: UY → OK，如图13所示给竖直边施加约束ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement Symmetry B.C. →拾取竖直边：Lab2: →UX→OK，如图14所示。
给内弧施加径向的分布载荷ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Lines →拾取小圆弧；OK →input VALUE:100e6 →OK，如图15、16所示图13图14图15图16第八步、分析计算ANSYS Main Menu: Solution →Solve →Current LS →OK(to close the solve Current Load Step window) →OK，如图17、18所示图17图18第九步、结果显示 ANSYS Main Menu: General Postproc →Plot Results →Deformed Shape… → select Def + Undeformed →OK (back to Plot Results window) →Contour Plot →Nodal Solu… →select: DOF solution, UX,UY, Def + UndeformedStress ,SX,SY,SZ,Def + Undeformed→OK，如图19、20、21、22所示。
图19图20图21图22显示等效应力等值线图其操作如下：ANSYS Main Menu:General Postproc →Plot Results →Contour Plot → Nodal Solu → Stress ,SX,SY,SZ,Def + Undeformed→OK，如图23所示图23由图发现最大应力出现在球内环附件，与解析解吻合列表显示位移结果数据（列出最大位移）其操作如下：ANSYS Main Menu:General Postproc →List Results → Nodal Solution→DOF Solution→Displacement vector sum，如图24、25、26、27所示图24图25图26图27第十步、退出系统 ANSYS Utility Menu: File→ Exit…→ Save Everything→OK。