Ansys培训4-AWE作业ds-ws07

TrainingManual作业7线性屈曲分析TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业7–目标•在此次练习中，我们的目标是在ANSYSWorkbench中验证线性屈曲结果的正确性。结果将会与手册上的精确计算结果进行比较•接下来，我们将会在模型上施加10000lbf的载荷并确定它的安全系数•最后，我们将验证结构在出现屈曲前不会发生载荷失效TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业7–假设•模型是一个钢管，一端固定，另一端自由，并在这个自由端施加了纯压缩载荷。管的尺寸和材料属性如下：•OD=4.5inID=3.5in.E=30e6psi,I=12.7in^4,L=120in.•在这样的情况下，我们假设管子遵循手册中的如下公式：•对于一个一端自由，一端固定的梁模型，参数K=0.25.22'LIEKPTrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业7–假设•使用上一页的公式与数据，我们可以预测屈曲载荷为：lbfeP3.65648)120(771.1263025.0'22TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业7–开始•从发射台启动DS.•选择“GeometryFromFile...“打开文件“Pipe.x_t”.•当DS启动后,点击右上角‘X’关闭向导菜单.TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…作业7–前处理1.将工作单位设置为U.S.customary单位制:–“UnitsU.S.Customary(in,lbm,psi,F,s)”.2.为了使材料属性与我们手算的材料属性对应，我们可在结构树中点选“Solid”分支“DetailsMaterialEditStructuralSteel...”12TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler3.输入杨氏模量“3e7”.注意，在线改变材料性质并不影响结果钢在ANSYS中原有数值。如果要保存输入数据，就要作为新的材料性质“Export”到材料库。…作业7–前处理33TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业7-Environment•固定管子的一端:4.点击“环境”命令条.5.选中管子一端的外表面6.“RMBInsertFixedSupport”.546TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…作业7-Environment•在管子一端加上单位力:7.选中管子自由一端的表面8.“RMBInsertForce”.9.在力的明细窗中将“Defineby”设置为“Components”.10.在力的明细窗中，在“Magnitude”栏中输入“1”87109TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业7-Solution•在求解命令条中插入屈曲工具:11.点击求解命令条.12.“RMBInsertBuckling”.•Solve.注意：默认的屈曲的设置为求解第一阶模态1211TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…作业7结果•当求解完成后，可以查看屈曲结果：13.点击“1stBuckledMode”的目标结果。14.在结果明细窗口中显示“LoadMultiplier”值为65610.记得我们曾经施加过一个单位力，所以，此结果与我们精确计算的结果65648非常接近1314TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler…作业7结果•将力的大小变为预定的载荷(10000lbf).15.点击“Force”命令条16.在明细窗中在“ZComponent”中输入10000•Solve1615TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业7–结果•在求解完成后，注意在“LoadMultiplier”中显示的数值为6.561。由于我们施加的是真实载荷，说明“LoadMultiplier”相当于负载的屈曲安全因子•假定我们已经计算出屈曲载荷为65610lbf，其结果显然很小(65610/10000)，在这里只是为了显示完整性TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler作业7–检验•在屈曲分析中的最后一步是增加一个“非常实际”的练习。•我们已经预测出所有期望的屈曲载荷与在所期望的载荷作用下所计算出来的安全因子。这些结果到目前为止只表明结果与屈曲失效相关。在这方面，对于我们所期望的载荷在结构中是如何影响应力与变形的情况的，我们不仔细讨论。•在最后的检查中我们将确认所预期的载荷（10000lbf）在对模型的施加还没有达到最大值时，没有产生过大的应力和变形。TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业7–检验•点击“Buckling”命令条，并删除它17.“RMBDelete”17.“RMBInsertStressEquivalent(vonMises)”1718TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业7–检验•插入总体变形:19.“RMBInsertDeformationTotal”•Solve.•注意：之所以删除屈曲工具，是由于它在同一个求解命令条中无法与其他的结果（应力、变形等）进行组合。在实际练习中，也许希望能够“复制”命令条并对它进行编辑。这将和结构求解的情况一样，允许用户保留原有的屈曲结果。19TrainingManualANSYSWorkbench-DesignModeler...作业7–检验•对于应力结果进行快速检查表明，模型在受载荷后仍保持在材料允许的力学性能范围内。•正如前面所述，这一步在屈曲分析中并不是必要的，但却被认为是比较符合工程实际情况的。