受内压作用的球体的有限元建模与分析实验报告.doc

实验二 受内压作用的球体的有限元建模与分析受内压作用的球体，球体外径0.5m，内径0.3m，承受内压1.0108 pa。材料弹性模量e=2.11011pa，泊松比=0.3。试对其进行有限元分析，得出应力分布和变形分布。注：可以采用轴对称分析，根据对称性，再将平面模型简化。第一步、进入ansys 1）工作文件名：utility menufilechange jobname,，输入enter new jobname:zuoyeer。 2）分析标题：utility menufilechange title,，输入 enter new title:qiutifenxi。如图1、2所示。图1图2第二步、设置计算类型 ansys main menu: preferences select structural ok，如图3所示。图3第三步、选择单元类型 ansys main menu: preprocessorelement typeadd/edit/delete add select solid quad 4node 42 ok (back to element types window) options select k3: axisymmetric okclose (the element type window)，如图4、5所示。图4图5第四步、定义材料参数ansys main menu: preprocessor material props material models structural linear elastic isotropic input ex:2.1e11, prxy:0.3 ok，如图6所示。图6第五步、创建有限元模型生成特征点 ansys main menu: preprocessor modeling create keypoints in active cs 依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) ok，如图7所示。图7生成球体截面ansys 命令菜单栏: work planechange active cs toglobal spherical ansys main menu: preprocessor modeling create lineslines in active coord 依次连接1,2,3,4点ok preprocessor modeling create areas arbitrary by lines 依次拾取四条边ok ansys 命令菜单栏: work planechange active cs toglobal cartesian，如图8、9、10、11所示。图8图9图10图11第六步、 网格划分ansys main menu: preprocessor meshing mesh tool(size controls) lines: set 拾取两条直边:okinput ndiv: 10 apply拾取两条曲边:ok input ndiv: 20 ok (back to the mesh tool window)mesh: areas, shape: quad, mapped mesh pick all (in picking menu) close( the mesh tool window)，如图12所示。图12第七步、模型施加约束给水平直边施加约束ansys main menu: solution define loads apply structural displacement on lines 拾取水平边：lab2: uy ok，如图13所示。给竖直边施加约束ansys main menu: solution define loads apply structural displacement symmetry b.c. 拾取竖直边：lab2: uxok，如图14所示。给内弧施加径向的分布载荷ansys main menu: solution define loads apply structural pressure on lines 拾取小圆弧；ok input value:100e6 ok，如图15、16所示。图13图14图15图16第八步、分析计算ansys main menu: solution solve current ls ok(to close the solve current load step window) ok，如图17、18所示。图17图18第九步、结果显示 ansys main menu: general postproc plot results deformed shape select def + undeformed ok (back to plot results window) contour plot nodal solu select: dof solution, ux,uy, def + undeformedstress ,sx,sy,sz,def + undeformedok，如图19、20、21、22所示。 图19图20图21图22显示等效应力等值线图其操作如下：ansys main menu:general postproc plot results contour plot nodal solu stress ,sx,sy,sz,def + undeformedok，如图23所示。图23由图发现最大应力出现在球内环附件，与解析解吻合列表显示位移结果数据（列出最大位移）其操作如下：ansys main menu:general postproc list results nodal s