ANSYS中陶瓷套管的应力分析
基于ANSYS的内衬陶瓷复合管的压溃失效分析
表２ 陶瓷材 料 力学性 能
ＭＰ ａ
由于 钢层 的抗 弯强 度 远 大 于 陶 瓷 层 ， 并 不 能 单 纯 地 以陶瓷 材料 的力 学性 能定 义 为整个 管体 失 效强度 ， 笔 者 采 用 小 田原 修 衬 复合 管 压溃 强度 ： 公 式 计 算 陶 瓷 内
２２．
处管 体承 受最 大压力 ， 为４ ３ ． ５ ３ ｋ Ｎ。
５ 结 论
陈中奎． 板 料 冲 压 成 形 过 程 的 一 种 数 值 模 拟 方 法
［ Ｊ ］ ． 北京 航 天航 空大 学 学报 ， ２ ０ ０ １ ， ２ ７（ ３ ） ： ３ ４ ０—
析 的结 果一 致 。经测 算 ， 在力 一位 移 曲线４ ． ８ ５ ｍ ｍ
［ １ ］ 刘立 涛 ， 王 优强． 抽 油 杆 和 油 管 偏 磨 腐 蚀 的 研 究 进 展［ Ｊ ］ ． 河南石油 ， ２ ０ ０ ６ ， （ ２ ） ： ７ ０— ７ ２ ．
周思柱 ， 何迪 ， 吕志 鹏 ． 用 有 限 元 方 法 研 究 含 缺 陷 油 管失 效 判 据 ［ Ｊ ］ ． 石 油矿场 机械 ， ２ ０ ０ ６ ， ３ ５ （ ６ ） ： １ ９～
第４ ０卷
第 ２期
化
工
机
械
２ ２ １
均 布力 ， 方 向为 一 Ｙ ， 因为 此 处 一 次 变形 特 别 容 易
３ ． ８ ９ ５ ｍｍ时并无 较 大 增 长 。综 上 可 知 ： 非 线 性 板
出现模 拟 与 试 验 不 同 的结 果 ， 故施加 时间步 （ 设
置 为 ５步 。分 析 此处 模 拟 与试 验 的不 同 主要
２ ２ ２
化
ansys后处理该看的那些应力
ansys后处理该看的那些应力昨天看文献和论坛(有一些是老帖)，发现一个问题，貌似有一些朋友在用ANSYS进行实体分析的时候，只是提供了各种各样的应力云图，有时说一说XYZ方向的应力，有时说等效应力、von misses应力……貌似语言说明部分也不是很明确。
这其实就是基础的材料力学问题，我来说说我的总结：什么时候可以查看某方向的应力应力的定义，没必要再重复了。
我们分析后查看应力，目的就是在于确定该结构的承载能力是否足够。
那么承载能力是如何定义的呢？比如混凝土、钢材，应该就是用万能压力机进行的单轴破坏试验吧。
也就是说，我们在ANSYS计算中得到的应力，总是要和单轴破坏试验得到的结果进行比对的。
所以，当有限元模型本身是一维或二维结构时，通过查看某一个方向，如plnsol,s,x 等，是有意义的。
但三维实体结构中，应力分布要复杂得多，不能仅用单一方向上的应力来代表结构此处的确切应力值——于是就出现了强度理论学说。
回顾–材料力学中的四种强度理论1、第一强度理论：最大拉应力强度理论该理论认为，材料破坏的主要因素是最大拉应力，无论何种状态，只要最大拉应力达到材料的单向拉伸断裂时的最大拉应力，则材料断裂。
其中，某点的最大拉应力数值，就是其第一主应力数值。
2、第二强度理论：最大拉应变理论该理论认为，引起材料破坏的主要因素，是最大拉应变。
无论何种状态，只要最大拉应变达到材料拉伸断裂时的最大应变值，则材料断裂。
此时，形式上将主应力的某一综合值与材料单向拉伸轴向拉压许用应力比较，这个综合值就是等效应力——equivalent stress。
相关公式：3、第三强度理论：最大切应力理论该理论认为，引起材料屈服的主要因素是最大切应力，不论何种状态，只要最大切应力达到材料单向拉伸屈服时的最大切应力，则认为材料屈服。
相关公式：4、第四强度理论：畸变能理论该理论认为，弹性体在外力作用下产生变形，荷载做功、弹性体变形储能，称之为应变能(分为畸变能和体积的改变能)。
陶瓷套管的接触分析
实例——陶瓷套管的接触分析1.1问题描述：如图1-1所示，销控比插销孔稍稍大一点，这样它们之间由于接触就会产生应力应变。
由于对称性，我们采用整个模型的四分之一进行建模分析，并分成两个载荷步来求解。
第一载荷步是观察插销接触面的应力，第二载荷步是观察插销拔出过程的应力、接触压力和反力等。
材料性质如下：弹性模量：EX=30E6泊松比：NUXY=0.25接触摩擦系数：f=0.2几何尺寸：圆柱套管：R1=0.5，H1=3；套筒：R2=1.5，H2=2;套筒孔：R3=0.45，H3=2。
1-1圆柱套筒示意图1-2 GUI方式：步骤1：建立有限元模型并划分网格（1）设置分析标题：选取菜单路径Utility Menu | File | Change Title，在输入栏中输入 Contact Analysis，单击OK按钮，完成对标题名的指定。
(2)定义单元类型: 选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Element Type | Add/Edit/Delete，将弹出Element Types (单元类型)对话框,如图1-2所示，单击Add 按钮，将弹出如图1-3所示的Library of Element Types (单元类型库)对话框,图1-2 Element Types对话框单击Structural Solid，使其高亮度显示，指定添加的单元类型为结构实体单元。
然后，在靠近右边的列表中，单击Brick 8node 185，选定单元类型Solid185，单击OK按钮，然后单击Element Types对话框的Close按钮，关闭Library of Element Types 对话框。
图1-3 Library of Element Types对话框(3)定义材料性质: 选取菜单路径Main Menu | Preprocessor | Material Props | Material Models，将弹出1-4所示的Define Material Model Behavior (材料模型定义)对话框。
ANSYS基础教程——应力分析报告
ANSYS基础教程——应力分析关键字：ANSYS 应力分析 ANSYS教程信息化调查找茬投稿收藏评论好文推荐打印社区分享应力分析是用来描述包括应力和应变在内的结果量分析的通用术语，也就是结构分析，应力分析包括如下几个类型:静态分析瞬态动力分析、模态分析谱分析、谐响应分析显示动力学，本文主要是以线性静态分析为例来描述分析，主要内容有：分析步骤、几何建模、网格划分。
应力分析概述·应力分析是用来描述包括应力和应变在内的结果量分析的通用术语，也就是结构分析。
ANSYS 的应力分析包括如下几个类型:●静态分析●瞬态动力分析●模态分析●谱分析●谐响应分析●显示动力学本文以一个线性静态分析为例来描述分析步骤,只要掌握了这个分析步骤，很快就会作其他分析。
A. 分析步骤每个分析包含三个主要步骤:·前处理–创建或输入几何模型–对几何模型划分网格·求解–施加载荷–求解·后处理–结果评价–检查结果的正确性·注意！ANSYS 的主菜单也是按照前处理、求解、后处理来组织的；·前处理器(在ANSYS中称为PREP7)提供了对程序的主要输入；·前处理的主要功能是生成有限元模型，主要包括节点、单元和材料属性等的定义。
也可以使用前处理器PREP7 施加载荷。
·通常先定义分析对象的几何模型。
·典型方法是用实体模型模拟几何模型。
–以CAD-类型的数学描述定义结构的几何模型。
–可能是实体或表面，这取决于分析对象的模型。
B. 几何模型·典型的实体模型是由体、面、线和关键点组成的。
–体由面围成，用来描述实体物体。
–面由线围成，用来描述物体的表面或者块、壳等。
–线由关键点组成，用来描述物体的边。
–关键点是三维空间的位置，用来描述物体的顶点。
·在实体模型间有一个内在层次关系，关键点是实体的基础，线由点生成，面由线生成，体由面生成。
·这个层次的顺序与模型怎样建立无关。
基于ANSYS的填料塔夹套接管的应力分析
齐恩伍 ： 基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的填料 塔夹套接管的应力分析
・ｌ １ ５・
基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的填 料 塔 夹 套 接 管 的应 力分 析
齐 恩伍
（ 中国原子能科学研究 院， 北京 １ ０ ２ ４ １ ３ ）
摘要 ： 由于外部接管 的存在 ， 使 的夹套接管 附件 的应力状况非常复杂 ， 本文利用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软件 ， 使用有 限元分析 的方法 对其应力分 布进 行 了分析 ， 最终 的分 析结果表 明了有限元 分析方法 的正确性 和可行性 。
关键词 ： 接管 ； ＡＮ Ｓ ＹＳ ； 应 力 分 析 中 图分 类号 ： Ｔ Ｑ ｏ ５ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ８—０ ２ １ Ｘ（ ２ ０ １ ７） １ ２一Ｏ ｌ １ ５一 Ｏ ｌ
ｌ 问题 描 述
有保温 要求 的填料塔 ， 通 常做法是 在塔 节外部焊 接夹 套结 构， 然后在夹套 内填充保 温水 ， 以达到保 温的要 求 ， 从 而利 于塔
料 。风送 料设备主要用在汽粉袋滤 器下来 的高温 物料输送 上。 其他 利用 水冷 的设 备 曾经 被 使用 ， 但 因 其故 障 率和 能 源 消耗 高， 后来被负压风送所取代 。现在 这种工 艺和设备 已有成 熟 的 技术 ， 但我们 在选 择 时还 应该 注 意横 管道 尽 量 不要 太 平 和太 长、 管道不转直角弯 、 避 免在管道上分料。
行分析 ， 不利于工作的同步展开 ； ｂ ． 就 是 先 计 算 接 管 可能 受 到 的 极 限 载 荷 ， 然 后 再校 核 此 载
荷是否符合实 际要求 。
图 １ 塔 节 结 构
外部夹套接管 的存在 ， 使 得接 管 区应 力状 况非 常复 杂 ， 这
基于ANSYS的陶瓷套管接触分析探讨
基于ANSYS的陶瓷套管接触分析探讨作者：许积文来源：《科学与财富》2011年第01期[摘要] 陶瓷套管具有许多的优越性，使其应用于当前的各大工业领域。
文中介绍了研究开发中普遍应用的ANSYS有限元分析软件关于非线性分析（特别是接触）的一些基础知识，并详细分析了如何应用ANSYS软件研究陶瓷套管工作过程中的接触问题，主要步骤包括建模及划分网格、定义接触对、施加载荷并求解、查看结果及后处理等。
[关键词] ANSYS 陶瓷套管接触分析套管在日常生活和工业生产中应用普遍，陶瓷套管又是随着陶瓷工业的发展而出现的。
对于套管在使用过程中的接触问题，从最早的经典分析方法，发展到现在普遍采用的数值分析方法（包括有限元法（Finite Element Method，简称FEM）、边界元法（Boundary Element Method，简称BEM）和数学规划法），特别是随着有限单元法的发展，以及ANSYS等高级有限元分析软件的出现，给套管接触问题的研究带来了极大的帮助。
1、ANSYS非线性分析1.1非线性分析非线性结构的基本特征是变化的结构刚性。
非线性分析的类型包括由于结构的状态发生改变（包括接触）造成的非线性（图1a）、由于结构的形状变化造成的非线性（图1b）和由于结构材料性质的变化造成的非线性（图1c）。
1.2接触分析接触问题是一种高度非线性行为，需要较大的计算资源，为了进行有效的计算，理解问题的特性和建立合力的模型是很重要的。
接触问题分为两种基本类型：刚体—柔体的接触和柔体—柔体的接触。
在刚体—柔体的接触问题中，接触面的一个或多个被当做刚体（与它接触的变形体相比，有大得多的刚度）。
一般情况下，一种软材料和一种硬材料接触时，问题可以被假定为刚体—柔体的接触，许多金属成形问题归为此类接触。
另一类，柔体—柔体的接触，是一种更普遍的类型，在这种情况下，两个接触体都是变形体（有近似的刚度）。
接触分析存在两个较大的难点：其一，在求解问题之前，并不知道接触区域，表面之间是接触或分开是未知的，突然变化的，这随载荷、材料、边界条件、和其他因素而定；其二，大多的接触问题需要计算摩擦，有几种摩擦和模型供选择，它们都是非线性的，摩擦使问题的收敛性变得困难。
基于ANSYS_WORKBENCH的压力容器接管应力分析
图4 总体变形图
2.5 应力评定 如图3所示整体最大应力发生在接管连接处的
3 结论
（1）模型局部结构复杂，必须通过实体的划 分才能满足六面体方式的网格划分，采用局部细 化的方式将焊缝结构的网格细化。网格的划分质 量对最终的计算结果影响很大，常常会有成倍的
◆参考文献 [1] 韩敏.利用ANSYS软件对压力容器进行应力分析[J].煤矿
机械，2008，29(1)：73-74. [2] 范念青.基于ANSYS的压力容器的分析设计演示[J].中国
图2 网格划分
2.4 施加边界条件并求解 有限元分析的目的是了解模型对外部施加
载荷的响应。正确地识别和定义载荷，并有效地 实现仿真加载，是运用有限元分析工具的关键一 步。模型受到的载荷有内压、外压以及重力和支 撑力。考虑到重力和外压相对内压的影响较小， 可忽略不计。因此，只对筒体和接管内表面施加 设计压力载荷P=0.55MPa，对称面施加对称约束， 筒体端面施加轴向平面载荷，另一端面限制轴向 运动。接下来进入求解处理器对模型求解，得到 并显示第三强度最大切应力（Stress Intensity）云 图，如图3所示。图中应力大小分别用不同颜色表 示，其中红色表示应力值最大，蓝色表示应力值 最小，从图中可看出最大应力224.05 MPa出现在
（3）根据JB4732-95进行应力分类，不考虑 疲劳破坏的影响，接管的受力情况可分为一次和 二次应力的影响，一次加二次应力最大处129 MPa 满足分析设计的强度要求。
套管头结构应力分析及评价
套管头结构应力分析及评价摘要：采用有限元软件建立套管头整体有限元模型，计算套管头在不同工况条件下的应力。
得到了套管头壳体各部分及内部悬挂器的应力分布状态，依据给出的复杂应力评定标准对其进行强度评价，并计算出不同类型套管头的极限悬挂载荷，为套管头安全可靠的工作提供了技术保证。
结果表明，套管头最终悬挂载荷取决于套管头壳体自身因素、内部悬挂器承受的极限重量和套管自身的强度等三方面的因素。
关键词：套管头；有限元；应力；强度分析套管头是套管和井口装置的重要连接件，是安装井口防喷装置的基础。
套管头连接于表层管，悬挂除表层套管以外的其它套管，承受部分或全部的套管重量，套管头还密封各层套管的环形空间，承受套管环空的压力，具有重要的使用价值。
开展了不同工况条件下套管头力学分析，并对其整体及局部的应力进行应力分析及强度评价，得到不同工况下套管头的极限悬挂载荷。
一、整体套管头力学分析模型(1)建立有限元模型。
根据套管头结构特点和载荷特性，选择整个套管头为研究对象，同时考虑壳体开孔对其应力分布的影响、悬挂器螺纹和卡瓦牙在套管重量和内部压力作用下的局部分析，以及内部悬挂器与壳体的接触非线性行为，对套管头及其内部结构进行建模，建立了图1所示的实体模型和三维空间非线性有限元模型，以及悬挂器螺纹和卡瓦牙的局部轴对称模型，见图2。
(2)计算参数。
载荷：套管头受自重、内压、螺栓预紧力、悬挂器及局部悬挂套管作用，而局部套管受到内压和悬挂载荷作用。
边界条件：悬挂器与套管头壳体接触面为接触摩擦边界，表层套管下端为位移约束。
根据固井工艺及套管头承受载荷情况，选取最危险的两种工况对套管头进行应力分析；一级坐挂＋试压35MPa和二级坐挂＋试压70MPa。
二、套管头复杂应力评价标准套管头有限元统一的应力评定标准对套管头本体及内部构件进行评定。
参照SY/5127-2002标准，对于套管头本体的应力评定应将套管头本体的材料分为标准材料和非标准材料。
管道钢材与陶瓷涂层界面残余应力分布的有限元分析
管道钢材与陶瓷涂层界面残余应力分布的有限元分析王瑞英【摘要】管道钢材的表面性状对管道钢材的性能具有重要的影响,采用陶瓷涂层改性管道钢材表面是目前改善管道钢材性能的重要途径,钢材表面热喷涂技术是常用的钢材表面改性方法之一.针对喷涂涂层内存在的残余应力问题,利用ANSYS软件,对Al2O3-13％TiO2陶瓷涂层材料中的残余应力的大小和分布进行了模拟计算.结果表明:在只考虑温度因素时,基体内部残余应力分布均匀,且应力值很小;在涂层界面存在应力突变,喷涂粒子的冲击力可使涂层内的残余应力增大近2个数量级,且残余应力的最大值位于涂层表面;在钢材与陶瓷界面采用过渡层,可显著降低残余应力,缓和界面应力突变.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2018(044)006【总页数】4页(P79-82)【关键词】管道钢材;陶瓷涂层;残余应力;有限元分析;等离子喷涂【作者】王瑞英【作者单位】海洋石油工程股份有限公司, 天津 300451【正文语种】中文管道钢材的表面性状对管道钢材的性能具有重要的影响，采用陶瓷涂层改性管道钢材表面是目前改善管道钢材性能的重要途径，钢材表面热喷涂技术是常用的钢材表面改性方法之一[1]。
然而由于涂层与基体母材物性参数存在差异，在二者界面上存在较大的残余应力，降低了涂层与基体母材的结合强度，易导致涂层剥落，限定了热喷涂技术的应用范围。
对涂层结合处残余应力进行有限元分析，可明确涂层的应力大小、分布以及引起残余应力的原因，这对采取措施以增强涂层结合力，提高涂层使用寿命具有指导意义。
1 有限元模型1.1 模型建立与网格划分（1）模型建立。
计算所用试样基体为45#钢管，规格为φ15 mm×5 mm；涂层材料选用Al2O3-13%TiO2（简称AT涂层）和NiCr-Cr3C2两种陶瓷材料；过渡层材料为镍包铝，涂层厚度300 μm。
沿试样直径方向取一矩形剖面，长7.5 mm，进行二维有限元应力分析。
ANSYS热应力分析实例
A N S Y S热应力分析实例-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN热流体在代有冷却栅的管道里流动，如图为其轴对称截面图。
管道及冷却栅的材料均为不锈钢，导热系数为1.25Btu/hr-in-oF，弹性模量为28E6lb/in2泊松比为0.3。
管内压力为1000 lb/in2，管内流体温度为450 oF，对流系数为1 Btu/hr-in2-oF,外界流体温度为70 oF，对流系数为0.25 Btu/hr-in2-oF。
求温度及应力分布。
7.3.2菜单操作过程7.3.2.1设置分析标题1、选择“Utility Menu>File>Change Title”，输入Indirect thermal-stress Analysis of a cooling fin。
2、选择“Utility Menu>File>Change Filename”，输入PIPE_FIN。
7.3.2.2进入热分析，定义热单元和热材料属性1、选择“Main Menu>Preprocessor>Element Type>Add/Edit/Delete”，选择PLANE55，设定单元选项为轴对称。
2、设定导热系数：选择“Main Menu>Preprocessor>MaterialPorps>Material Models”，点击Thermal，Conductivity，Isotropic，输入1.25。
7.3.2.3创建模型1、创建八个关键点，选择“MainMenu>Preprocessor>Creat>Keypoints>On Active CS”，关键点的坐标如下：编号 1 2 3 4 5 6 7 8X 5 6 12 12 6 6 5 5Y 0 0 0 0.25 0.25 1 1 0.252、组成三个面：选择“MainMenu>Preprocessor>Creat>Area>Arbitrary>Throuth Kps”，由1,2,5,8组成面1；由2,3,4,5组成面2；由8,5,6,7组成面3。
ANSYS基础教程-应力分析
·网格划分的三个步骤: – 定义单元属性 – 指定网格控制 – 生成网格 ·单元属性是网格划分前必须建立的有限单元模型属性。它们包括: – 单元类型 – 实常数 – 材料性质
请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！
单元类型 ·单元类型是一个重要的选项，该选项决定如下的单元特性: – 自由度(DOF)设置. 例如，一个热单元类型有一个自由度：TEMP，而一个结构单元 类型可能有 6 个自由度： UX, UY, UZ, ROTX, ROTY,ROTZ. – 单元形状-- 块,四面体, 四边形,三角形等 – 维数-- 2-D (仅有 X-Y 平面), or 3-D. – 假定的位移形函数-- 线性及二次 ·ANSYS 有超过 150 个的单元类型可供选择。对于如何选取单元类型稍后介绍，现在， 请看如何定义单元类型。 ·定义单元类型: –Preprocessor > Element Type > Add/Edit/Delete ◆[Add]添加新单元类型 ◆选择想要的类型(如 SOLID92) 并按 OK 键 ◆[Options]指定附加的单元选项 –或使用 ET 命令: ◆et,1,solid92
·当你需要把几何模型的单位转换成另一套单位，比如说，从英寸到毫米，比例缩 放就显得十分必要。
·在 ANSYS 中缩放模型: –首先保存数据库--Toolbar > SAVE_DB 或使用 SAVE 命令。
请浏览后下载，资料供参考，期待您的好评与关注！
–接着 Main Menu > Preprocessor > Operate > Scale > Volumes (在模型上选择 相应的实体部分)
·既可以在 ANSYS 中创建实体模型，也可以从其他软件包中输入实体模型 ·两种方法的详细情况以后介绍，现在，我们简要地讨论如何输入一个 IGES 文件 和缩放所需的几何模型 ·IGES (Initial Graphics Exchange Specification) 是用来把实体几何模型从一 个软件包传递到另一个软件包的规范 –IGES 文件是 ASCII 码文件, 很容易在两个计算机系统间传递。 –许多软件包,包括 ANSYS 在内, 允许读写 IGES 文件。 ·输入 IGES 文件到 ANSYS 中: – Utility Menu > File > Import > IGES... ◆在弹出的对话框中，选择 No defeaturing *(缺省值) ，按下 OK (默认其他选项)。 ◆在第二个对话框中选择想要的文件并点击 OK.
ansys后处理各种应力解释
ＡNSY Ｓ后处理中应力查瞧总结-－——-－－———－-————--——－—-—-－----—--———-———-—－－———－———--—-——－-－—-－-－－-———-——-－-—-————-———－-－———-——--－——－—-SX：X-poneｎｔｏf ｓtresｓ；SY：Ｙ-ｐoｎen ｔof ｓtreｓs;SZ:Ｚ-ｐonｅnt oｆｓtrｅss，X，Y,Z轴方向应力SXY：XY Ｓheaｒstｒeｓs;SＹZ：YZ Ｓhｅaｒs ｔrｅss;,ＳXZ：XZ Ｓhear ｓｔreｓs,X,Y，Z 三个方向得剪应力。
S1:1st Prｉncｉpａl stress；Ｓ2：2st Pｒinc ｉpal strｅss；,S３：３sｔPrinｃｉpal ｓｔresｓ第一、二、三主应力。
区分:首先把一个微元瞧成就是一个正方体，那么假设三个主应力分别就是Ｆ1 F2 F3，那么如果三个力中哪个力最大，就就是Ｆ1,也就是最大主应力，也叫第一主应力，第二大得叫第二主应力，最小得叫第三主应力,因此,就是根据大小来定得.SINT：sｔress ｉntenｓiｔy(应力强度），就是由第三强度理论得到得当量应力，其值为第一主应力减去第三主应力。
SEVQ：Von Mｉses就是一种屈服准则，屈服准则得值我们通常叫等效应力。
Ansyｓ后处理中'Von Mises Ｓtress'我们习惯称Miｓes等效应力,它遵循材料力学第四强度理论(形状改变比能理论）.我们分析后查瞧应力,目得就就是在于确定该结构得承载能力就是否足够。
那么承载能力就是如何定义得呢？比如混凝土、钢材,应该就就是用万能压力机进行得单轴破坏试验吧。
也就就是说，我们在ＡＮＳYＳ计算中得到得应力,总就是要与单轴破坏试验得到得结果进行比对得。
所以，当有限元模型本身就是一维或二维结构时,通过查瞧某一个方向,如plnｓｏl,ｓ,ｘ等，就是有意义得。
ansys课程设计lgp (2)
中压闪蒸槽筒体轴对称模型的应力分析（温度载荷）1课程设计任务书 (1)2内衬材料结构与计算参数 (2)3问题描述及分析 (3)4建立几何模型 (4)5建立有限元模型 (9)7施加载荷，边界条件及后处理 (10)8进入后处理并观察结果 (11)9各层材料的应力分析讨论 (14)10总结体会 (20)11本科生课程设计成绩评定表 (21)课程设计任务书学生姓名：专业班级：工力1002指导教师：工作单位：理学院工程力学系题目：初始条件：算例各项参数见任务书附件，ANSYS有限元分析软件，计算机要求完成的主要任务：1. 针对给出的分析算例，使用ANSYS软件对其具体问题进行正确的有限元分析，并将GUI 详细的分析过程写入计算分析报告；2. 将GUI分析过程编辑并保存为命令流程序，附说明并使之能正确运行；3. 编写详细的计算分析报告（包含问题描述、所用单元介绍、几何模型的建立、有限元分析模型的建立过程、边界条件的施加过程、问题求解以及结果后处理），结果分析讨论要充分，将其打印装订并上交作为评分的依据。
时间安排：1. 查阅资料，熟悉相关分析问题，确定分析类型； 1天2. 针对给出的分析算例建立正确的有限元模型； 2天3. 完成加载、求解并得到正确的计算结果； 2天4. 对计算结果进行后处理，包括应力云图、路径曲线等； 1天5. 将GUI分析过程编辑保存为命令流程序，并对其进行调试； 1天6. 根据任务书的要求和课程设计的格式编写详细的计算分析报告； 2天7. 进行答辩质疑工作。
1天指导教师签名： 2013年6月12日系主任（或责任教师）签名： 2013年 6 月12 日图1、中压闪蒸槽的模型内衬材料结构与计算参数1、中压闪蒸槽（Φ5800/Φ5374，T-T=7120，搪铅6 mm）1.1 砖结构两层耐酸耐温高级陶砖，从壳壁至中心砖层厚度依次为：60+131mm；陶砖规格分别为：外层：230(轴向)×203（环向）×60（径向）；内层：230(轴向)×65（环向）×131（径向）。
基于ANSYS软件对压力容器开孔接管区的应力与疲劳分析
第２ ９卷 第 ２期 ２ １ 年 ４月 ０１
轻工 机 械
Ｌｉ ｈｔＩ ｄ ｓ ｒ ｇ ｎ ｕ ｔｙＭ ａ ｈ／ ｅ ｙ ｅ ｕｒ
Ｖ０ ． ９ Ｎｏ ２ １２ ．
Ａｐ ． ０１ ｒ２ １
［ 环保 ・ 安全 ］
Ｄ Ｉ ０３６／ ｉｎ１ ５ ８５２１．２０１ Ｏ ： ． ９ｊ ｓ ． ０－ ９． １ ． １ ９ ．ｓ ０ ２ ０ ０ ３
最大应力发生在简体最高位置与接管的连接处 ， 最大应 力强度值 为 ２７ ４ ８Ｍ ａ ４ ．７ Ｐ 。然后利用 Ａ Ｓ Ｓ进行疲劳寿命分 析， ＮＹ 将有限元方法与疲劳寿命分析理论相结合 ， 得到累积使用 系数 均小于 １ 即开孔接 管部位 满足 疲 劳强度 的要 求 ， ， 因此该
容器是安 全的。通过 此次分析再 次证 明了 Ａ Ｓ Ｓ软件 为压力容 器实际工程应用 中提 供 了可靠的 、 ＮＹ 高效的理论依 据。图
ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｏ ｎ ｔ — ｌｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ｒ ｖ ｄ ｔ ａ Ｓ ｏｔ ａ ｅ ｉ ａ ｃ ｐ ａ ｌ ｎ ｆ ｃ ｅ ｔ ｎ ｈ ｅ ｕｔ ｆ ｉ ｅ ｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｉ ｐ ｏ ｅ ｔＡＮ ＹＳ ｓ ｆ ｒ ｓ ｃ ｅ ｔ ｂ ｅ ａ ｄ ｅ ｉｎ ．Ａｔ ｈ ａ ｉ ｔ ｆ ｅ ｉ ｓ ｈ ｗ ｉ ｅ ｓ ｍｅ ｔ ｔ ｍｅ ｉ
低温共烧陶瓷ansys分析
摘要摘要一般的电子元件在制造过程中温度的影响对成品影响是很大的。
LTCC中陶瓷、银在共烧过程中因为收缩值的不匹配而产生烧结应力,而升温至最高温时结构体因为热膨胀系数会产生热应力，随着温度降至室温应力无法消除，在结构体内部便有残留应力的存在，此疲劳过程会使成品可靠性缩短而失去其电子回路的功能。
而本文利用有限元软件ANSYS来研究经历温度时间历程下材料的机械性质改变所造成的应力现象及变形情况，最主要的工作是分析工烧过程和疲劳过程中的温度、应力情况，总结出影响互连通孔可靠性因素，从而对实际生产过程中互连通孔工艺提供指导。
关键字：LTCC，共烧过程，疲劳过程，应力，可靠性IABSTRACTABSTRACTEffect of electronic components in the manufacturing process of the product is greatly affected by the temperature. Ceramics and silver of LTCC in CO firing process does not match the shrinkage and sintering stress because of the Shrinkage, the structure up to maximum temperature will produce thermal stress because of the coefficient of thermal expansion, with the ambient temperature stress can not be eliminated, there has a lot of stress in vivo structure, the fatigue process can make the product lose its electronic circuit function and reliability. And by using the finite element software ANSYS to study the experience of temperature time course changes in the mechanical properties of the material under the stress and deformation, the main work is the analysis of combustion process and fatigue in the process of temperature and stress, and concludes the influences of intercommunicating through-hole reliability and thus provide guidance to interconnect via the actual production process.Keywords：Co firing process,fatigue,stress,reliabilityII目录第1章引言 (1)1.1 绪论 (1)1.2 低温共烧陶瓷（LTCC）发展现状 (2)1.3 低温共烧陶瓷（LTCC）应用情况 (3)1.4 低温共烧陶瓷（LTCC）制造过程简介 (4)1.5 低温共烧陶瓷（LTCC）的优点 (8)1.6 研究意义 (9)第2章有限元软件及基本理论介绍 (11)2.1 分析软件ANSYS简介 (11)2.2 有限元分析方法简介 (12)2.3 热传导理论 (14)2.4 力学理论 (15)2.5 结构热传耦合分析模式 (17)2.6 非线性分析理论 (18)第3章有限元模型建立 (21)3.1 材料性质描述 (21)3.1.1 陶瓷基板材料性质描述 (21)3.1.2 银膏材料性质描述 (21)3.2 基本假设 (22)3.2.1 材质假设 (22)3.2.2 模型架构及几何描述 (24)3.3 边界条件及材质假设 (25)3.3.1 边界条件及网格化 (25)3.3.2 模拟材质假设 (26)第4章模拟结果与讨论 (28)4.1 前言 (28)4.2 温度场分析 (28)4.3 烧结过程分析 (33)Ⅲ4.3.1 尺寸变化分析 (34)4.3.2 烧结应力 (35)4.4 疲劳过程分析结果 (39)4.5 可靠性分析及设计 (40)第5章结束语 (42)参考文献 (44)致谢 (46)外文资料原文 (47)外文资料译文 (56)Ⅳ第一章引言第1章引言1.1绪论低温共烧陶瓷（Low Temperature Co-fired Ceramic LTCC）技术是1982年开始发展起来的令人瞩目的整合组件技术，已经成为无源集成的主流技术[1]，成为无源元件领域的发展方向和新的元件产业的经济增长点。
陶瓷梯度耐磨涂层中残余热应力的有限元分析_曾庆东
va ria bles betw een its inter na l fo rce a nd coefficient of elastic founda tion is fo rmula ted. Creep o f concre te producing effec t on str ess o f beam bo dy structure is a naly zed. For instance o f the co nstr uc tion o f a concre te beam on ela stic founda tio n, eno ugh stiffness o f elastic founda tion must be co nst ructed, so that the beam body is ensur ed not to split during the co nstructio n. Thr ough discussion of limit stiffness and flexible fo undatio n, those r esults a re accor ded with primar y str uctur e a na ly sis theo ries. Acco rding to stress test and so lutio n theo re tica lly , it is v ery impo r tant to co nstruct ra tional mo del of finite element analys is .
ANSYS中级实例
实例1 陶瓷套管的应力分析问题描述如图1所示为一开口的陶瓷套管，其内径为2.493mm，外径为3.20mm，长度为11.4mm，开口的圆心角为220。
图1 陶瓷管结构示意材料弹性模量：E=200GPa，泊松比v=0.3.边界条件：左端固支。
承受载荷：右端承受扭矩T=2000N*m。
实例目的1.掌握ANSYS中全局笛卡尔坐标系、圆柱坐标系和球坐标系以及全局坐标系、局部坐标系和节点坐标系的概念和用途。
2.学习ANSYS中载荷的等效转换施加方法（扭矩可转换为节点力）。
实例2 轮子受力分析问题描述如图2所示为轮子的二维平面图，图上列出了该轮的基本尺寸（单位英寸），现要分析该轮仅承受绕Y轴旋转角速度的作用下，轮的受力及变形情况。
已知角速度：525rad/s。
材料属性：E=30x106MPa。
泊松比：0.3密度：7.5g/mm3图2 轮子结构实例目的1.掌握ANSYS中多种应用单元类型划分有限元模型的方法过程。
2.学习ANSYS中施加角速度的方法。
实例3 轴承座模态分析问题描述已知某轴承座如图2所示，求出其前三阶模态频率和相应振型图。
材料属性：弹性模量E=2.1E11Pa，泊松比v=0.3，密度7800kg/m3。
边界条件：4个圆柱孔表面全部固定约束。
荷载：半圆弧表面受均布压力荷载，大小为1.5e6 Pa。
模型：图示尺寸均为毫米，4个圆孔半径均为150mm。
倒角半径均为250mm。
图3 轴承座结构实例目的1.掌握ANSYS中模态分析的具体过程。
2.掌握模态分析后处理中模态频率和模态振型的提取方法。
陶瓷应力分析实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在通过陶瓷应力分析，了解陶瓷材料的力学性能，掌握陶瓷应力分析方法，为陶瓷材料的实际应用提供理论依据。
二、实验原理陶瓷材料是一种非金属无机材料，具有高强度、高硬度、高耐磨性等特点。
在陶瓷材料的生产和使用过程中，应力分析对于确保产品质量和性能具有重要意义。
陶瓷应力分析主要包括宏观应力分析和微观应力分析。
宏观应力分析主要研究陶瓷材料在受力时的整体变形和破坏规律，通常采用应力测试、应变测试等方法。
微观应力分析则关注陶瓷材料内部晶粒、晶界等微观结构的应力分布，主要采用电子显微镜、X射线衍射等手段。
三、实验材料与设备1. 实验材料：氧化铝陶瓷片2. 实验设备：万能试验机、应变片、电子显微镜、X射线衍射仪等四、实验步骤1. 宏观应力分析（1）将氧化铝陶瓷片切割成标准试样，尺寸为10mm×10mm×3mm。
（2）使用万能试验机对试样进行拉伸试验，记录应力-应变曲线。
（3）将应变片粘贴在试样表面，记录应变值。
（4）分析应力-应变曲线和应变值，确定陶瓷材料的抗拉强度、弹性模量等力学性能。
2. 微观应力分析（1）将拉伸试验后的试样进行抛光，制备金相试样。
（2）使用电子显微镜观察陶瓷材料的微观结构，记录晶粒、晶界等特征。
（3）使用X射线衍射仪分析陶瓷材料的晶格结构，确定应力分布。
五、实验结果与分析1. 宏观应力分析通过拉伸试验，得到氧化铝陶瓷材料的应力-应变曲线如图1所示。
从图中可以看出，陶瓷材料在受力过程中表现出明显的弹性行为，当应力达到一定值后，材料发生断裂。
根据应力-应变曲线，计算出陶瓷材料的抗拉强度为300MPa，弹性模量为200GPa。
图1 氧化铝陶瓷材料的应力-应变曲线2. 微观应力分析通过电子显微镜观察，发现陶瓷材料在拉伸过程中，晶粒和晶界发生明显的变形。
在断裂面上，晶粒和晶界发生断裂，形成裂纹源。
通过X射线衍射分析，发现陶瓷材料在拉伸过程中，晶格发生畸变，导致应力分布不均匀。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(1)定义工作文件名：utility>file>change jobname，在对话框中输入pottery，OK。
(2)定义标题：utility>file>change title，在对话框中输入the stress analysis of pottery，OK。
(3)单元类型：main >preprocessor>element type>add/edit/delete，选择solid中的8node185，
OK。
(4)设置材料属性：main>preprocessor>material props>material modals，在对话框中打开
strucuaral>linear>elastic>isotropic，输入弹性模量EX2e11，PRXY为0.25，OK。
(5)生成圆环面：main>preprocessor>modeling>create>areas>circle>partial annulus，如图所示
输入坐标值，OK。
pick all，在DIST length of extrusion后面输入0.0114，ok。
(7)打开线编号显示：utility>plotctrls>numbering,单击LINE Line numbers后的单击按钮On，
(8)设置单元尺寸：main>preprocessor>meshing>meshtool，单击lines上的set按钮，拾取L5，
L7的线，apply，在NO. of element divisions后输入64，单击apply，拾取L6，L8的线，apply，在NO. of element divisions后输入64，单击apply，拾取L9的线，在NO. of element divisions后输入20，ok。
(9)划分网格：在meshtool上的shape后选中Hex/Wedge和sweep，单击是sweep，pick all。
(10)在面上施加约束：main>solution>define load>apply>structural>displacement>on areas，拾
取z=0的面选择ALL DOF，ok。
(11)施加集中载荷：main>solution>define loads>apply>structural>force/moment>on keypoints，
拾取一关键点，ok，在Lab Direction of force/mom列表中选FY，在V ALUE中输入20，apply，拾取一关键点，选FY，数值输入-20，ok。
(12)求解运算：main>solution>solve>current LS，ok。
(13)节点位移图显示：main>general>plot results>contour plot>nodal solu，选择DOF solution
中的displacement vector sum，ok。
Y-component of stress，ok。