课程设计1

课程设计任务书

ANSYS课程设计报告-《无限长圆筒的温度场、应力场分布一》

学院：

专业名称：

学号：

姓名：

指导老师：

一、题目

有一输气管道，管道内径为1200mm,外径为1600mm，其横截面为圆环状，输送气体压力为0.5MPa,求管壁的应力场分布，管道材料弹性模量为260GPa，泊松比为0.26.

二、模型建立

问题分析：管道沿长度方向尺寸较大，一般应远大于管道直径，该问题属于平面应变问题，可取其横截面的四分之一建立有限元分析模型进行求解。

三、模型建立步骤

（1）启动ANSYS软件，选择Utility Menu/File/Change Jobname命令，输入Iron,并将New Log and error files复选框选为yes,单击OK按钮.

（2）定义工作标题：Utility Menu/File/Change Title,在出现的对话框中输入The Stress Analysis of Iron,单击OK按钮.

（3）选择单元模型：Main Menu/Preprocessor/Element Type/Add/Edit/Delete,弹出对话框，单击Add按钮,在Library of Element Types对话框中选择Structural Solid和

单击OK按钮,单击Element Type对话框上的OK按钮.

（4）设置材料属性：Main Menu/Preprocessor/Material Props/Material Models,在Material Model Available下面的对话框中，双击打开Structural/Liner/Elastic/Isotropic,又弹出

一个对话框，在EX后面输入2.6e11,在PRXY后面输入0.26，单击OK按钮。然后单

击菜单栏上的Material/Exit,完成材料属性的设置。

（5）生成圆环面：Main Menu/Preprocessor/Modeling/Create/Areas/Rectangle/By Dimensions,输入各项参数。

（6）颜色设置：Utility Menu/PlotCtrls/Style/Colors/Reverse Vedio,设置显示颜色。

（7）选择Utility Menu/PlotCtrls/Numbering命令，选择Line numbers,使其状态变为On,单击OK按钮,关闭对话框。

（8）选择Main Menu/Preprocessor/Meshing/Size Cntrls/Manual Size/Lines/Picked Lines命令，用鼠标选择编号为L1、L3的线段，单击OK，在NDIV No of element divisions

中输入20，单击OK.关闭对话框。

（9）选择Main Menu/Preprocessor/Meshing/Size Cntrls/Manual Size/Lines/Picked Lines命令，用鼠标选择编号为L2、L4的线段，单击OK，在NDIV No of element divisions

中输入5，单击OK.关闭对话框。

（10）选择Main Menu/Preprocessor/Meshing/Mesh/Areas/Free命令，单击Pick All,得出如图1-1所示模型（管道截面（4）分析）

图1-1 网格模型

四、应力场求解

（1）施加载荷：Main Menu/Solution/Define Loads/Apply/Structural/Displacement/On Nodes,弹出一个对话框，在图形上拾取L1线段上的各结点，单击OK又弹出一个对话框，在Lab2 DOFs to be constrained后面选择All DOF 选项，单击OK.。再单击On Nodes, 在图形上拾取L3线段上的各结点，单击OK又弹出一个对话框，在Lab2 DOFs to be constrained后面选择All DOF 选项，输入载荷为500000，单击OK.。

（2）节点位移云图显示：Main Menu/General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu,弹出Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured后面的左栏中选择DOF solution,右栏选择Translation USUM,单击OK.生成的结果如下图所示:

图1-2位移云图结果显示

（3）节点应力分量云图显示：Main Menu/General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu,，弹出Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured后面的左栏中选择Stress,右栏选择Y-Direction SY单击OK.生成的结果如下图所示：

图1-3 应力分量SY的云图显示

（4）节点应力分量云图显示：Main Menu/General Postproc/Plot Results/Contour Plot/Nodal Solu,，弹出Contour Nodal Solution Data对话框，在Item to be contoured后面的左栏中选择

Stress,右栏选择X-Direction SX单击OK.生成的结果如下图所示：

图1-4 应力分量SX的云图显示

（5）退出ANSYS

单击工具栏上的QUIT,在出现的对话框上选择QUIT-No Save,单击OK按钮。