输气管道有限元分析.doc

输气管道有限元分析姓名:袁士瑞指导老师:周小强班级:机自1104学号:基于ANSYS的输气管道有限元分析机械制造及其自动化(机电方向)机自1104班袁士瑞摘要:基于有限元ANSYS软件对输气管道进行应力分析。先通过选择单元格类型、划分网格、施加边界进行分析;再者添加载荷,求解;最后得出结果,画出应力图,找出最易破坏的位置。关键词:输气管道有限元ansys应力分析引言:在当代社会,随着科学技术的不断发展,越来越多的社会需求反应了能源的重要性。天然气作为一种新型的高效能源面临着输送的困难,这要求对管道的受力进行分析以确保管道的正常使用。但由于管道受力情况复杂,且不同材料会存在较大差异,传统的解析法在计算其承载特性会产生较大误差。故基于有限元分析软件ANSYS对输气管道进行应力分析。传统的输气管道应力计算计算分析模型如图1所示管道材料参数:弹性模量E=200Gpa;泊松比v=。传统算法中取其某一截面为单位截面,建立单元坐标系并列出单元刚度矩阵进行求解。截面中各坐标轴方向上所受力分别为:式中,E为管道的弹性模量,A为单元的横截面积。。执行UtilityMenu-File→ChangJobname-sphere,单击OK按钮。 ANSYSMainMenu:Preferences→selectStructural→OKMainMenu→Preprocessor→ElementType→Add/Edit/Delete→Add→selectSolidQuad8node82→applyAdd/Edit/Delete→Add→selectSolidBrick8node185→OKOptions…→selectK3:Planestrain→OK→Close,选择OK接受单元类型并关闭对话框。Menu→Preprocessor→MaterialProps→MaterialModels→Structural→Linear→Elastic→Isotropic,在EX框中输入2e11,,选择OK并关闭对话框。:Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→InActiveCS→依次输入四个点的坐标:input:1(,0),2(,0),3(0,),4(0,)→OKANSYS命令菜单栏:WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalSpherical→ANSYSMainMenu:Preprocessor→Modeling→Create→Lines→InActiveCoord→依次连接1,2,3,4点→OK如图1图1Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Arbitrary→ByLines→依次拾取四条边→OK→ANSYS命令菜单栏:WorkPlane>ChangeActiveCSto>GlobalCartesian如图2图2Preprocessor→Modeling→operate→areas→alongnormal输入2,→Meshing→MeshTool→VolumesMesh→Tet→Free,.采用自由网格划分单元。执行MainMenu-Preprocessor-Meshing-Mesh-Volume-Free,弹出一个拾取框,拾取实体,单击OK按钮。生成的网格如图4所示。-Solution-Apply-Structural-Displacement-OnAreas,弹出一个拾取框,拾取前平面,单击OK按钮,弹出对话框,选择“UY”选项,单击OK按钮。同理,执行MainMenu-Solution-Apply-Structural-Displacement-OnAreas,弹出一个拾取框,拾取左平面,单击OK按钮,弹出对话框,选择“UX”选项,单击OK按钮。执行MainMenu-Solution-Apply-Structural-Pressure-OnAreas,弹出一个拾取框,拾取内表面,单击OK按钮,弹出如图10所示对话框,如图所示输入数据1e8,单击OK按钮。如图9所示。生成结构如图5图5执行MainMenu-Solution-Solve-CurrentLS,弹出一个提示框。浏览后执行file-close,单击OK按钮开始求解运算。出现一个【Solutionisdone】对话框是单击close按钮完成求解运算。-GeneralPosp