热应力分析例题.doc

例1：有一截面为圆环形的输暖管道，如图717内外管道半径分别为200mm、800mm，管道内水的半径为80，管外表层温度为10，求管道内的热应力分布(假设管道内充满水)。 材料参数： 弹性模量Z120GPa 泊松比v0.3 线膨胀系数1.310-6m/m 导热系数k=l.2wm分析：该问题属于轴对称问题。在进行有限元计算时，沿管道横截面取宽度50mm的矩形截面(如图718为计算模型，首先采用间接法进行对其进行热应力分析，然后再采用直接法进行分析，最后对二者求解结果进行比较分析。间接法求解：Finish/clear/filname,thermal stresses in a long cylinder-indirect solution/prep7Et,1,plane55,1 !定义轴对称单元Mp,kxx,1,1.2Rectng,0.2,0.8,0,0.05Type,1Lsel,s,line,1,3,2Lesize,all,10Lsel,s,line,2,4,2Lesize,all,2Amesh,1Finish/solu !热传导求解Antype,staticLsel,s,line,4Nsll,s,1D,all,temp,80Lsel,s,line,2Nsll,s,1D,all,temp,10AllselOutpr,basic,allSolvefinish/post1Plnsol,tempFinish/prep7 !重新进入前处理，进行热应力耦合分析Etchg,tts !转化单元类型热单元55为结构单元42Keyopt,1,3,1 !定义单元关键字选项3为1（轴对称）Keyopt,1,6,1 !定义单元关键字选项6为1（无表面输出）Mp,ex,1,120e9 !输入材料结构性能参数Mp,alpx,1.3e-6Mp,nuxy,1,0.3Lsel,s,line,3Nsll,a,1Cp,7,uy,allallselCp,8,ux,1,14,24Cp,9,ux,2,12,13Finish/solu !热应力求解Antype,staticD,1,uy,11 !施加位移约束Ldread,temp,rthSolveFinish/post1Plnsol,s,xPlnsol,s,yPlnsol,s,zFinish直接法求解：Finish/clear/filname,thermal stresses in a long cylinder-direct solution/prep7Et,1,plane13,1 !定义热应力耦合单元Keyopt,1,1,4 !定义单元关键字选项1=4（ux,uy,temp,az自由度）Keyopt,1,3,1 !定义单元关键字选项3=1（轴对称）Mp,ex,1,120e9 ！输入材料性能参数Mp,nuxy,1,0.3Mp,alpx,1.3e-6Mp,kxx,1,1.2Rectng,0.2,0.8,0,0.05 !创建几何模型Type,1 !进行网格划分Lsel,s,line,1,3,2Lesize,all,10Lsel,s,line,2,4,2Lesize,all,2Amesh,1Lsel,s,line,3Nsll,s,1Cp,7,uy,all !耦合节点AllselCp,8,ux,1,14,24Cp,9,ux,2,12,13Finish/soluAntype,static !热应力耦合求解Lsel,s,line,4Nsll,s,1D,all,temp,80 !施加温度载荷Lsel,s,line,2Nsll,s,1D,all,temp,10 !施加温度载荷AllselD,1,uy,11 !施加位移约束Outpr,basic,