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1、有限元上机报告作业名称有限元上机报告姓名学号班级丁成P2205110111浦土木1112题目描述计算分析模型如图1所示承受内压:管道材料参数：弹性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。1.0e8 Pa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-FileChang Jobname-3070611062，单击
2、 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 一 OK2. 选择单元类型。执行 ANSYS Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete Add select
3、Solid Quad 8node 82 applyAdd/Edit/Delete Add select Solid Brick 8node 185 OKOptions 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 Menu 一Preprocessor Material Props 一Material Models 一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
4、。图33. 创建几何模型1. 选择 ANSYS Main Menu: Preprocessor 一 Modeling 一 Create 一 Keypoints 一 InActive CS 一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) 一OK2. 生成管道截面。ANSYS 命令菜单栏：Work PlaneChange Active CS toGlobal Spherical 一ANSYS Main Menu: Preprocessor 一Modeling 一Create 一Lines In Active Coord 一依次连 接1,2
5、,3,4点一OK如图4图4Preprocessor 一Modeling 一Create 一Areas 一Arbitrary 一By Lines 一依次拾取四条 边一OK 一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 一Modelingoperateareasalong normal 输入 2, 如图 6 所小图64. 生成有限元网格Preprocessor 一Meshing Mesh ToolVolumes MeshTetFree,.采用自由网格划分 单元。执行
6、Main Menu-Preprocessor-Meshing-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
7、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。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
8、示变形形状。执行 Main Menu-General Posproc-Plot Results-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143. 浏览节点上的 Von Mises 应力值。执行 Main Menu-General Posproc-PlotResults-Con
9、tour Plot-Nodal Solu，弹出如图15所示对话框。设置好后单击OK按钮，生成结果如图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。
