平面应变问题实例

、问题描述：

一天然气输送管道，内表面承受气体压力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 ，内径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Solid 8

2 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:PIane Strain ，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

LtJ 3*XJ LHJIl⅞曰ModeImg

B Create

θ

Keypoints

[±j LiIIeS

EJ Area,s 田ArbrtrarV Q

ReCtangle

3.1 选择PartiaI AnnUIUS 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

IL^—］r rκιerE∣κ—κs

□ PreProCeSSOr 国EIement TVPe 田RealCOf 田

Hater⅛alPr⅛ρ⅛E SeCtionS

田HodeUng

[+] MeShmg

E CheCking CtiIS E NUnIbermg CtTIS

从如下菜单中选择Merge ItemS

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。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:

1 ΛNSYS

NODAL aθLUTI□H

,4＆QE —05 *500E-G5 T 521E —OS

t 54IK —OS ,562E —D5

< 490E-0S ・511E-OS .SJlE-0& .552E —QS ・S72E-05

X 方向应力云图

STFF-I

SUR =1

TlME=I

USUM (AVG^ RSYS=O

DwX -τS'∕2E -05 SMN ⅛60E -05

SMX =.572E-Q5

MAY -EJ 201υ 10:05:24

ΛNSYS MmAτ。—OLITr ION

STEP—L

SUB =1

TTME = I

SX (ΛVG）RSYS=O

CHX -.572E^05

ΞMN —30Q SMX =。259E+07MAY se 2□10

ID：C’€：10

-S92300 —19＆12S €00056・140E+07 —219E+01

—S94011 2025∈79991⅛4 .1SOE+O7 .2Ξ9E+07 y方向应力云图

ANSYS NODAL SOLUTlON

STEP=I

SUB =1

TlMZ=I

SY （AVG)

RSYS=O

DMX ≡.572E-05

SMN =—992300

SMX =・2S9E÷07

。140E+07MAY 28 2010 10：07:32

—992300 -195722 600856

•594011202567 999144

。219E÷07

。180E÷07.259E÷07