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PIPE17弹性T形管单元MP ME ST PR PP EDPIPE17 单元描述PIPE17 是由三个单轴弹性管(PIPE16)按照T型组成的单元，包含张力压缩、扭转、弯曲能力。该单元每个节点有6个自由度: 节点X、Y、Z方向的平移和绕X、Y、Z轴的转角。 存在包括关于T型接头的弹性，应力强度系数、力的输出等选项。该单元可解决绝缘、包含流体和腐蚀余度的问题。关于该单元更详细信息请参看ANSYS, Inc. Theory Reference中的PIPE17。I和J等术语用于描述该单元的每个分支。例如, I-J对应分支1, J-K对应分支2, and J-L对应分支3.Figure17.1PIPE17 几何形状PIPE17 输入数据该单元几何形状，节点位置，坐标系如图Figure 17.1: PIPE17 Geometry。输入数据包括：4个节点，分支外直径，壁厚，材料号，挠曲系数，应力强度系数，内流体密度，外绝缘层密度和厚度，腐蚀厚度余度，为各向同性材料。材料号实常数，如果输入，将会取代使用命令赋予的单元材料号，默认为单元材料号。如果只输入3个节点，单元退化到两个分支。2个节点，单元退化到1个分支。如果其他两个分支的实常数(除了 DFL, DIN, and TKIN)没有输入的话，数值默认为和第一个分支相同。该单元的弯曲刚化除了有挠曲系数修正外，和BEAM4类似。每个分支有其自己的单元坐标系，原点在每个分支的第一节点，X轴沿每个分支的走向。每个分支的Y轴平行于全局X-Y平面 (见 Figure 17.1: PIPE17 Geometry)。当分支的Y轴和全局的Y轴平行时，分支和全局Z轴平行（或者有0.01%的偏移）。沿管圆周方向的起始输入和输出位置指定为0，沿分支的Y轴，相似的，90沿分支的Z轴。挠曲系数(FLEX) 被分成有效转动惯量，用来产生一个修正的用于刚性计算的转动惯量。FLEX默认为1.0，但可以被输入为任何正值。内流体和外绝缘层常数只用来决定这些部分的附加质量效应。单元载荷在Node and Element Loads中描述。压力可以作为面载荷可以加载在如图Figure 17.1: PIPE17 Geometry带圈标号所示的面上。内压(PINT)和外压(POUT)均以正数输入。横向压力(PX, PY, and PZ)可以用来表现风载或阻力载荷 (管的单位长度)，按照全局笛卡儿坐标系方向定义。正横向压力沿坐标轴正方向。压力必须是定值，变化的压力之不会被认出。详细信息参看ANSYS, Inc. Theory Reference的PIPE17。温度可以作为体载荷在节点处输入。可以为每个分支的内外层指定温度。假设温度沿每个分支是不变的。分支1的温度1为 (TOUT1)，默认为TUNIF。如果除了第一个分支外其他分支的温度都没有指定，则默认为和第一个分支相同。如果分支1的温度都输入了，而其它分支的都没有输入，则其它分支默认为与其相对应的分支1的温度。对于其它输入形式，未指定的温度都默认为TUNIF。使用BETAD命令来设置全局阻尼。如果DAMP已经为单元材料号定义(使用MAT命令赋值)，MP命令用来代替BETAD命令赋的值。相似的，使用命令来设置全局参考温度值。如果REFT已经为单元材料号定义，MP命令用来代替TREF命令赋的值。但当为每个分支定义REFT，MP命令用来全局或单元值。关于应力强度系数的KEYOPT(2)选项，在PIPE16 Input Data中讨论。单元输入摘要在PIPE17 Input Summary中给出。关于单元输出的一般说明请参看Element Input。PIPE17 输入摘要节点 3个分支时：I, J, K, L (I-J, J-K, J-L), 或2个分支时：I, J, K (I-J, J-K), 或1个分支时：I, J(I-J)自由度 UX, UY, UZ, ROTX, ROTY, ROTZ实常数 OD1, TK1, MAT1, FLEX1, SIF1I, SIF1J,OD2, TK2, MAT2, FLEX2, SIF2J, SIF2K,OD3, TK3, MAT3, FLEX3, SIF3J, SIF3L,DFL1, DIN1, TKIN1, DFL2, DIN2, TKIN2,DFL3, DIN3, TKIN3, TKCORR关于实常数的描述请参看Table 17.1: PIPE17 Real Constants 材料特性 EX, ALPX (or CTEX or THSX), PRXY (or NUXY), DENS, GXY, DAMPREFT为元素提供 DAMP 和REFT 特性(用MAT命令赋予材料特性)。也可以为每个分支赋予REFT。更详细信息参看 PIPE17 Input Data。面载荷 压力- 1-PINT, 2-PX, 3-PY, 4-PZ, 5-POUT体载荷 温度- TOUT1, TIN1, TOUT2, TIN2, TOUT3, TIN3 (outer and inner for each branch)特殊特性 应力刚化大挠度生死单元KEYOPT(2) 应力强度系数:0- 从SIF实常数得到的应力强度系数1- 在每个分支第一个节点处计算的T型管应力强度系数2- 在每个分支第二个节点处计算的T型管应力强度系数3- 在每个分支由全部节点计算的T型管应力强度系数KEYOPT(6) 力和力矩的输出:0- 力和力矩均不输出2- 在单元坐标系下输出力和力矩Table17.1PIPE17 实常数序号名称描述1OD1分支 1外直径2TK1分支 1壁厚3MAT1分支 1材料号4FLEX1分支 1的挠曲系数5SIF1I分支 1、节点 I的应力强度系数6SIF1J分支 1、节点 J的应力强度系数7OD2分支 2外直径8TK2分支 2壁厚9MAT2分支 2材料号10FLEX2分支 2的挠曲系数11SIF2J分支 2、节点 J的应力强度系数12SIF2K分支 2、节点 k的应力强度系数13OD3分支 3外直径14TK3分支 3壁厚15MAT3分支 3材料号16FLEX3分支 3的挠曲系数17SIF3J分支 3、节点 J的应力强度系数18SIF3L分支 2、节点 L的应力强度系数19DFL1分支1内部流体密度20DIN1分支1外绝缘密度21TKIN1分支1绝缘厚度22DFL2分支2内部流体密度23DIN2分支2外绝缘密度24TKIN2分支2绝缘厚度25DFL3分支3内部流体密度26DIN3分支3外绝缘密度27TKIN3分支2绝缘厚度28TKCORR腐蚀厚度余度PIPE17 输出数据与该元素相关的解以两种形式输出: 全部节点解中包括节点位移 额外元素输出见 Table 17.2: PIPE17 Element Output Definitions一些项在 Figure 17.2: PIPE17 Stress Output阐明.轴向应力包括内应力效应（因为认为是封闭端）。轴向应力不包括横向热应力的轴向分量。每个分支最后输出的量为最大、最小主应力和应力强度。这些量都在外层计算，可能不在原周的同一位置发生。腐蚀厚度余度效果也在PIPE16 Input Data中描述。主应力和应力强度包含剪力和剪应力部分。计算出的输出应力和应力强度系数如PIPE16 Input Data所示。 输出中列出的角度()如图Figure 17.2: PIPE17 Stress Output所示。关于输出解的一般说明参看Solution Output. 参看 ANSYS Basic Analysis Guide 获得更多观察解的方式。Figure17.2PIPE17 应力输出元素输出定义表使用以下符号：在NAME一栏中冒号表示能用部件名路径进入的项ETABLE,ESOL。O一栏表示可从文件Jobname.OUT中获得的项。R一栏表示结果文件中可获得的项。无论在O或者R栏，Y表示该项总是可获得，表脚注中的数字表示该项在某种条件下可获得，a表示该项不可获得。Table17.2PIPE17 元素输出项定义名称定义OREL元素号YYNODES节点- I, J, K, LYYVOLU:体积-YXC, YC, ZC报告结果的位置Y4TEMPTOUT1, TIN1, TOUT2, TIN2, TOUT3, TIN3 (每个分支的内外部分)YYPRESPINT, PX, PY, PZ, POUTYYMFOR(X, Y, Z)每个分支的力（X，Y，Z） (在分支坐标系)1YMMOM(X, Y, Z)每个分支的力矩（X，Y，Z）(在分支坐标系)1YSFACTI, SFACTJ应力强度系数22STH壁厚中由于热梯度引起的最大应力22SPR2用于code calculations的周向压应力 -2SMI, SMJ用于code calculations的节点I、J处应力-2SDIR轴向应力-2SBEND外表面最大弯曲应力-2ST由扭转在外表面产生的剪应力-2SSF由剪力产生的剪应力-2S(1MX, 3MN, INTMX, EQVMX)最大、最小主应力，最大应力强度，最大等效应力(均在最外层)22S(1, 3, INT, EQV)最大、最小主应力，应力强度，等效应力33S(AXL, RAD, H, XH)轴向、径向、周向以及剪切应力33EPEL(AXL, RAD, H, XH)轴向、径向、周向以及剪切应变33EPTH(AXL, RAD, H)轴向、径向、周向以及剪切热应变331. 只对于KEYOPT(6) = 2的情况2. 此项对于每个分支含义一样3. 此项在每个分支的0, 45, 90, 135, 180, 225, 270, 315 处重复（都在外表面）。4. 只能在质心作为一个*GET项获得。下表列出了通过ETABLE命令利用序号途径可获得的输出。参看查看 ANSYS Basic Analysis Guide and The Item and Sequence Number Table里的The General Postprocessor (POST1) 获得更多信息。下列符号在Table 17.3: PIPE17 Item and Sequence Numbers (Branch 1, Node I)和 Table 17.12: PIPE17 Item and Sequence Numbers中使用: Name 在 Table 17.2: PIPE17 Element Output Definitions中定义的输出量名Item 为 ETABLE 命令预定的标签E 对于单值或常数型单元数据的序列号I,J,K 节点I、J、K处数据的序列号Table17.3PIPE17 项和序列号 (分支 1, 节点 I)输出量名ETABLE and ESOL Command InputItemE圆周所在位置04590135180225270315SAXLLS-1591317212529SRADLS-26101418222630SHLS-37111519232731SXHLS-48121620242832EPELAXLLEPEL-1591317212529EPELRADLEPEL-26101418222630EPELHLEPEL-37111519232731EPELXHLEPEL-48121620242832EPTHAXLLEPTH-1591317212529EPTHRADLEPTH-26101418222630EPTHHLEPTH-37111519232731S1NMISC-16111621263136S3NMISC-38131823283338SINTNMISC-49141924293439SEQVNMISC-510152025303540SBENDNMISC268-SSFNMISC269-MFORXSMISC1-MFORYSMISC2-MFORZSMISC3-MMOMXSMISC4-MMOMYSMISC5-MMOMZSMISC6-SDIRSMISC37-STSMISC38-Table17.4PIPE17 项和序列号 (分支 1, 节点 J)输出量名ETABLE and ESOL Command InputItemE圆周所在位置04590135180225270315SAXLLS-3337414549535761SRADLS-3438424650545862SHLS-3539434751555963SXHLS-3640444852566064EPELAXLLEPEL-3337414549535761EPELRADLEPEL-3438424650545862EPELHLEPEL-3539434751555963EPELXHLEPEL-3640444852566064EPTHAXLLEPTH-3337414549535761EPTHRADLEPTH-3438424650545862EPTHHLEPTH-3539434751555963S1NMISC-4146515661667176S3NMISC-4348535863687378SINTNMISC-4449545964697479SEQVNMISC-4550556065707580SBENDNMISC270-SSFNMISC271-MFORXSMISC7-MFORYSMISC8-MFORZSMISC9-MMOMXSMISC10-MMOMYSMISC11-MMOMZSMISC12-SDIRSMISC39-STSMISC40-Table17.5PIPE17 项和序列号 (分支 1)输出量名ETABLE and ESOL Command InputItemE圆周所在位置090180270SFACTINMISC241-SFACTJNMISC242-SPR2NMISC243-SMINMISC244-SMJNMISC245-S1MXNMISC256-S3MNNMISC257-SINTMXNMISC258-SEQVMXNMISC259-STHSMISC41-TOUTLBFE-4123TINLBFE-8567Table17.6PIPE17项和序列号(分支 2, 节点 J)输出量名ETABLE and ESOL Command InputItemE圆周所在位置04590135180225270315SAXLLS-6569737781858993SRADLS-6670747882869094SHLS-6771757983879195SXHLS-6872768084889296EPELAXLLEPEL-6569737781858993EPELRADLEPEL-6670747882869094EPELHLEPEL-6771757983879195EPELXHLEPEL-6872768084889296EPTHAXLLEPTH-6569737781858993EPTHRADLEPTH-6670747882869094EPTHHLEPTH-6771757983879195S1NMISC-81869196101106111116S3NMISC-83889398103108113118SINTNMISC-84899499104109114119SEQVNMISC-859095100105110115120SBENDNMISC272-SSFNMISC273-MFORXSMISC13-MFORYSMISC14-MFORZSMISC15-MMOMXSMISC16-MMOMYSMISC17-MMOMZSMISC18-SDIRSMISC42-STSMISC43-Table17.7PIPE17项和序列号(分支 2, 节点 K)输出量名ETABLE and ESOL Command InputItemE圆周所在位置04590135180225270315SAXLLS-97101105109113117121125SRADLS-98102106110114118122126SHLS-99103107111115119123127SXHLS-100104108112116120124128EPELAXLLEPEL-97101105109113117121125EPELRADLEPEL-98102106110114118122126EPELHLEPEL-99103107111115119123127EPELXHLEPEL-100104108112116120124128EPTHAXLLEPTH-97101105109113117121125EPTHRADLEPTH-98102106110114118122126EPTHHLEPTH-99103107111115119123127S1NMISC-121126131136141146151156S3NMISC-123128133138143148153158SINTNMISC-124129134139144149154159SEQVNMISC-125130135140145150155160SBENDNMISC274-SSFNMISC275-MFORXSMISC19-MFORYSMISC20-MFORZSMISC21-MMOMXSMISC22-MMOMYSMISC23-MMOMZSMISC24-SDIRSMISC44-STSMISC45-Table17.8PIPE17项和序列号(分支 2)输出量ETABLE and ESOL Command InputItemE圆周所在位置090180270SFACTINMISC246-SFACTJNMISC247-SPR2NMISC248-SMINMISC249-SMJNMISC250-S1MXNMISC260-S3MNNMISC261-SINTMXNMISC262-SEQVMXNMISC263-STHSMISC46-TOUTLBFE-1291011TINLBFE-16131415Table17.9PIPE17项和序列号(分支 3, 节点 J)输出量ETABLE and ESOL Command InputItemE圆周所在位置04590135180225270315SAXLLS-129133137141145149153157SRADLS-130134138142146150154158SHLS-131135139143147151155159SXHLS-132136140144148152156160EPELAXLLEPEL-129133137141145149153157EPELRADLEPEL-130134138142146150154158EPELHLEPEL-131135139143147151155159EPELXHLEPEL-132136140144148152156160EPTHAXLLEPTH-129133137141145149153157EPTHRADLEPTH-130134138142146150154158EPTHHLEPTH-131135139143147151155159S1NMISC-161166171176181186191196S3NMISC-163168173178183188193198SINTNMISC-164169174179184189194199SEQVNMISC-165170175180185190195200SBENDNMISC276-SSFNMISC277-MFORXSMISC25-MFORYSMISC26-MFORZSMISC27-MMOMXSMISC28-MMOMYSMISC29-MMOMZSMISC30-SDIRSMISC47-STSMISC48-Table17.10PIPE17 项和序列号 (分支 3, 节点 L)输出量名ETABLE and ESOL Command InputItemE圆周所在位置04590135180225270315SAXLLS-161165169173177181185189SRADLS-162166170174178182186190SHLS-163167171175179183187191SXHLS-164168172176180184188192EPELAXLLEPEL-161165169173177181185189EPELRADLEPEL-162166170174178182186190EPELHLEPEL-163167171175179183187191EPELXHLEPEL-164168172176180184188192EPTHAXLLEPTH-161165169173177181185189EPTHR