轴对称问题案例

INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT轴对称问题案例INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT■例1：厚壁圆筒承受压力载荷某厚壁圆筒承受压力载荷如所示，压力P=10MPa，圆筒内径Ri=1.4m，圆筒外径Ro=1.5m，材料的弹性模量E=2E11N/m2，泊松比μ=0.3，求圆筒沿半径方向的径向作用力、环向作用力以及轴向应力。采用轴对称模型。RiRoPRoRi圆筒受压示意图INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT运行主菜单Preference，将弹出设置对话框，以便设置分析模块，以便对菜单进行过滤。如果不进行选择，所有分析模块都将显示出来。第一步：分析模块Preference的选择INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT在弹出对话框中选择Structure结构分析，单击“OK”按钮选择Structure后，那么其它热、电磁、流体的菜单将过滤掉，是菜单更简洁明了。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT第二步：建立模型（1）进入主菜单，前处理器，建立关键点步骤如下PreprocessorModeling-CreatKeypointsInactiveCs…INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT根据轴对称圆筒的结构，建立关键点1，2，3，4INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT此时窗口出现4个关键点INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT（2）连线，形成刚架结构MainMenu：PreprocessorModeling-CreatLinesStraightLine+连接4个关键点，创建直线步骤INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT通过对话框图拾取关键点，画直线创建直线1，2，3，4INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT运行菜单MainMenu：PreprocessorModeling-CreatArbitraryByLines+INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT之后弹出对话框，点击“Pick”复选框再点击“OK”按钮然后拾取4条线INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT再点击“OK”按钮，将4条直线合成1个平面SAVE文件INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT（3）选择单元MainMenu：PreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete…运行主菜单新建单元类型INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT点击Add/Edit/Delete…菜单后出现单元类型对话框选择Add。出现单元类型库对话框，选择SolidQuad4node42单元单元类型选择INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT新建单元类型对话框的单元类型变为选择“Options…”按钮，弹出对话框在“Elementbehavior”右边框中选择“Axisymmetric”，单击“OK”按钮后,选择Close关闭对话框。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT三、设置实常数对于PLANE2单元，不需要定义实常数INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT四、设置材料属性运行主菜单：MainMenu：PreprocessorMaterialPropsMaterialModels…材料属性设置菜单INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT之后将出现对话框材料模型1对话框在材料属性设置对话框右侧依次双击选择StructureLinearElasticIsotropic材料模型定义设置对话框INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT最后，按图示设置弹性模量、泊松比。参数设置对话框单击按钮“OK”后，完成设置，其完成对话框为：材料属性设置完成对话框INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT五、网格的划分运行主菜单MainMenu：PreprocessorMeshTool然后，出现对话框MeshTool在SizeControl选项组中，拾取Liness右边的“Set”按钮INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT单击按钮“Set”后,出现对话框选择Lines,点击Pick之后，开始在图形窗口单击直线单击“OK”INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT单击“OK”按钮后，出现对话框，选择单元的尺寸（SIZE），在厚度方向选择5等份，在高度方向选择20等份单击“OK”按钮完成定义。厚度方向高度方向INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT下图即为等分后的矩形INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT按图“Shape”中选择复选“Mapped”，单击“Mesh”按钮，出现对话框在MeshAreas对话框中，单击“Pick”INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT单击前页对话框的“OK”按钮，完成单元划分，显示如下：在图形窗口拾取矩形后SAVEINTRODUCTIONTOANSYSPROJECT六、施加载荷及约束（1）压力载荷的设置运行主菜单SolutionApplyPressureOnLines+在线定义载荷。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT运行菜单之后，出现对话框在图形窗口拾取加载线单击对话框“APPLY”按钮INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT出现对话框，在对话框中，选择加载线上载荷为常数，输入载荷为10MPa。然后，单击“OK”按钮，完成载荷的设置，右图出现示意压力的箭头。SAVEINTRODUCTIONTOANSYSPROJECT（2）轴向载荷的设置运行主菜单SolutionApplyForce/MomentOnKeypoints+，在关键点上定义载荷。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT运行菜单之后，出现对话框在PlotCtrls菜单下，选择Pan-Zoom-Rotate菜单条，弹出Pan-Zoom-Rotate对话框选择“BoxZoom”，进行局部放大图形，INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT然后在图形窗口拾取加载点之后，单击上页对话框“APPLY”按钮INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT出现对话框在对话框中，选择载荷方向FY，输入载荷数值10262535.83N。然后，单击“OK”按钮，完成载荷的设置，右图出现示意载荷的箭头。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT（3）位移的设置运行主菜单SolutionApplyDisplacementOnNodes+在结点上定义载荷。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT运行菜单之后，出现对话框在PlotCtrls菜单下，选择Pan-Zoom-Rotate菜单条，弹出Pan-Zoom-Rotate对话框选择“BoxZoom”，进行局部放大图形，INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT然后在图形窗口拾取加载点之后，单击上页对话框“APPLY”按钮INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT出现对话框在对话框中，选择位移约束为Y方向简支，即“UY”和位移输入数值“FixtoCurrent”。然后，单击“OK”按钮，完成位移的设置，出现示意位移设置的箭头。SAVEINTRODUCTIONTOANSYSPROJECT七、求解运行主菜单SolutionCurrentLS菜单接着出现对话框，单击“OK”按钮，即开始有限元的求解INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT分析完成后，出现信息窗口并提示计算完成INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT八、结果分析（1）位移运行主菜单GeneralPostprocFirstSetPlotResultsNodalSolu…INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT之后出现对话框。接着选择结点位移，左边框选DOFsolution，右边框选USUM，即选择总的结点位移。另选择Def+Undeformed复选框INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT图形窗口出现变形前后的结构图,并显示位移数值云图INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT（2）主应力图选择SelectEntities…弹出对话框,在Element件下，点击“Apply”按钮INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT弹出对话框在对话框中，选择“Box”复选按钮，在图形窗口选择不受边界条件影响的单元，以显示单元受力情况INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT选择PlotElements图形，窗口变为剩余部分单元的圆筒。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT运行主菜单GeneralPostprocFirstSetPlotResultsNodalSolu…INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT之后出现对话框接着选择应力，左边框选Stress，右边框选X-directionSX，即选择第X方向主应力。另选择Defshapeonly复选框。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT此时图形窗口出现X方向应力云图INTRODUCTIONTOANSYSPROJECTY方向应力云图INTRODUCTIONTOANSYSPROJECTZ方向主应力云图INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT运行下拉式菜单PlotsCtrls—Style—SymmetryExpansion—2DAxi-Symmetric弹出如下对话框，选择3/4模型，单击“OK”按钮。INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT运行下拉菜单，PlotsCtrls—Pan-Zoom-Rotate,弹出对话框，在其中选择“ISO”按钮，图形窗口如下INTRODUCTIONTOANSYSPROJECT