输气管道有限元建模分析

由天下分享时间：2024/11/28 8:13:42 加入收藏我要投稿点赞

输气管道有限元建模分析

题目描述：

输气管道的有限元建模与分析

计算分析模型如图1所示

承受内压:

1.0e8 Pa

管道材料参数：弹性模量

E=200Gpa ;泊松比v=0.26。

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 Men u-File — Cha ng Job name-3070611062 单击 OK 按

2. 定义工作标题。执行 Utility Menu-File—Change Tile-chentengfei3070611062,单

击

OK按钮

3. 更改目录。执行 Utility Menu-File — change the working directory -D/chen

2. 定义单元类型和材料属性 1. 设置计算类型

ANSYS Main Menu: Preferences f select Structural f OK

2. 选择单元类型。执行 ANSYS Ma in Me nu f Preprocessor f Eleme nt Type f Add/Edit/Delete fAdd fselect Solid Quad 8node 82 fapply Add/Edit/Delete fAdd fselect Solid Brick 8node 185 fOK

Options…f select K3: Plane strain f OKf Close如图 2 所示，选择 OK 接受单

元类型并关闭对话框。

图2

3. 设置材料属性。执行 Main Menu fPreprocessor fMaterial Props fMaterial Models f Structural f Lin ear f Elastic f 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。

3. 创建几何模型

1. 选择 ANSYS Main Menu: Preprocessor T Modeling T Create T Keypoints T In Active CS T依次输入四个点的坐标：in put:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) T OK

2. 生成管道截面。

ANSYS 命令菜单栏 : Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical tANSYS Main Menu: Preprocessor TModeling TCreate T Lines T In Active Coord T依次连接1,2,3,4点TOK如图4

图4

Preprocessor TModeling TCreate TAreas TArbitrary TBy Lines T依次拾取四条边T OK TANSYS 命令菜单栏：Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 如图 5

3. 拉伸成 3 维实体模型

Preprocessor f Modeling f operate^areas^along normal输入 2, 如图 6 所示 4. 生成有限元网格

Preprocessor—Meshi ng — Mesh Tool—Volumes Mesh—Tet— Free，采用自由网格

划分单元。执行 Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh-V?lume-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7

5. 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0K按钮，弹出如图8所示的对话框，选择“U 选项，单击 OK 按钮。

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，弹出如图 8 所示的对话框，选择 “UX ”选项，单击 OK 按钮。