ANSYS大作业(管道受压)

输气管内部受压模型ANSYS分析

班级：车辆096班

姓名：钱满年

学号： 200904142

时间： 2012年12月

1、题目说明及分析

有一输气管道，管道内径为1200mm，外

径为1600mm，其横断截面结构如图1所示，

输送气体压强为0.5MPa，分析管壁的应力场

分布。

管道材料弹性模量为260GPa，泊松比为

0.26.

图1输气管道横截面结构示意图（mm）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1/4建立有限元分析模型进行求解。

2、创建几何模型

（1）选择Main Menu\Preprocessor\Modeling\Create\Areas\Circle\Partial - Annulus命令，出现Part Annular Circle(创建圆环面)对话框。

（2）在Rad-1文本框里输入0.6，在Theta-1文本框里输入0，在Rad-2文本框里输入0.8，在Theta-2文本框里输入90，如图2所示。

（3）单击OK按钮，关闭Part Annular Circle对话框。屏幕上生成如图3所示几何模型。

图2图3 几何模型

3、定义单元类型

（1）选择Main Menu\Preprocessor\Element Type\Add/Edit/Delete命令，出现Element Types对话框。

（2）单击Add按钮，出现Library of Element Type对话框。

（3）在Library of Element Type对话框的第一个列表框中选择Structural Solid，在第二个列表框中选择Quad 8node82，在Element type reference number文本框中输入1.

（4）单击OK按钮，关闭Library of Element Type对话框。

（5）单击Element Type对话框上的Option按钮，出现PLANE82Element type options对话框。在Element behaviorK3下拉列表框中选择Plane Strain 如图4所示，单击OK按钮关闭对话框。

（6）单击Close，关闭Element Type对话框。

图4↑图5↓

4、定义材料性能参数

（1）选择Main Menu\Preprocessor\Material Props\Material Models命令，出现Define Material Model Behavior窗口。

（2）在Material Models Available一栏中单击Structural选项，单击Linear 选项，单击Elastic选项，单击Isotropic选项，最后出现Linear Isotropic Properties for Material Number1对话框。

（3）在EX文本框里输入材料的弹性模量2.6E11，在PRXY文本框里输入材料的泊松比0.26，如图5所示，然后单击OK关闭该对话框。

（4）关闭Define Material Model Behavior窗口，并点击SAVE DB按钮，保存上述步骤。

5、划分网格

（1）选择Utility Menu\PlotCtrls\Numbering命令，在弹出窗口中选择LINE Line numbers复选框，使其从Off变为On，单击OK关闭对话框，在图中显示线段编号。

（2）选择Main Menu \ Preprocessor\ Meshing\ Size Cntrls\Manual Size\Lines\

Picked Lines命令，出现Element Size on Picked Lines对话框。

（3）用鼠标在屏幕上选取编号为2、4的线段，单击OK，出现Element Sizes on Picked Lines（单元尺寸大小）对话框。

（4）在NDIV NO.of element division文本框中输入4，如图6所示，单击OK 关闭对话框。

图6

（5）重复上述步骤（2），（3）选取1、3线段，在NDIV NO.of element division 文本框中输入24，完成线段划分。

（6）选择Main Menu\Preprocessor\Meshing\Mesh\Areas\Free命令，出现Mesh Areas对话框，用鼠标在屏幕上选取编号为建成的的面，单击OK按钮，关

闭对话框后生成有限元模型如图7所示。

图7 有限元模型划分网格显示

（7）点击SAVE DB按钮，保存上述步骤。

6、加载求解

（1）选择Main Menu\Solution\Analysis Type\New Analysis命令，出现New Analysis对话框。

（2）选中static单选按钮，单击OK。

（3）选择Utility Menu\Select\Entities命令，出现Select Entities对话框。

在第一个下拉列表框中选择Lines，在第二个下拉列表框中选择By Num/Pick，在第三选项组中选择From Full单选按钮。

（4）单击OK按钮，出现Select lines对话框，用鼠标在屏幕上选取编号为2的线段，单击OK。

（5）选择Utility Menu\Select\Entities命令，出现Select Entities对话框。

在第一个下拉列表框中选择Nodes，在第二个下拉列表框中选择Attached to，在第三选项组中选择Lines，all单选按钮，在第四选项组中选择From Full单选按钮，单击OK按钮关闭该对话框。

（6）选择Main Menu\Solution\Define Loads\Apply\Structural\Displacement\On Nodes命令，出现Apply U，ROT on Nodes对话框。单击Pick All按钮，出现Apply U，ROT on Nodes 对话框。在Lab2 DOFs to be constrained列表框中选择UX，在Apply as 下拉列表中选择Constant value，在VALUE Displacement value文本框中输入0，如图8所示，单击OK按钮关闭该对话框。