有限元例题分析报告.doc

压力容器的应力分析报告1、 分析目的应用ANSYS10.0进行压力容器的应力分析，从而确定容器的最大应力和变形，为容器设计提供参考。2、 几何模型 容器设计压力13.5MPa，工作压力12.3MPa，弹性模量201MPa，泊松比0.3。 图1 1/4容器模型图3、 划分网格 采用Plane82单元对模型进行有限元划分，包含907个节点，256个单元。图2 网格划分3、 边界条件 1) 对称条件约束 在容器对称的部分施加固定位移载荷。2) 在线上施加面载荷容器承受内压力，故在线上施加面载荷P=13.5MPa。 3) 施加集中载荷 法兰上的螺栓力转化为一个集中力作用，故可在此处一节点上施加集中力，且F=82109N。 图3 对称位移和面载荷 图4 集中力载荷4、 静力分析结果1) 变形分析 图5 变形图图中蓝色单元为变形后的形状，白色单元是为变形的图形。 图6 节点X方向位移图由上图可知，最大的X向节点最大位移值为0.20910-6mm，最小位移为0.18810-8mm。2） 应力分析 图7 等效应力分布图 上图是容器的应力分布图，由图可知，最大应力为302.054MPa,小于容器材料的极限应力，故可满足使用要求。 图8 壁厚为34mm处的应力分布图由上图可知，应力随着壁厚由内而外的增加而减小；X向的应力也是如此，但变化幅度较大；Y向的应力却相反变化，但变化的范围较小。5、 结论对容器应力分析后，可得该容器满足应力要求，可安全使用。三角桁架受力分析1、 分析目的图1所示为一三角桁架，各杆件通过铰链连接，杆件材料参数及几何参数如表1和表2所示，桁架承受集中力F1=3500N，F2=2500N。本桁架通过有限元计算，分析桁架的受力变形和应力情况。表1 杆件材料参数E1/PaE2/PaE3/PaV1V2V32.2E116.8E102.0E110.30.260.26表2 杆件几何参数L1/mL2/mL3/mA1/m2A2/m2A3/m20.81.00.66E-49E-44E-42、 几何模型桁架在ANSYS中可用平面图形表示，如图1所示。图1 几何模型3、划分网格此次分析采用LINK1单元，对于每一个杆件赋值材料属性和几何属性。每一个杆件作为一个单元处理。共划分三个节点，三个单元。图2 单元划分图3 网格划分属性设置4、 边界条件 1）集中力载荷 F1、F2都为集中力在载荷，施加在一个节点上。 2） 位移边界三角桁架的左端固定，故设定此处两个节点的位移为0。图4 边界条件5、 结果分析 1）变形分析 桁架受力变形如图5所示，在水平力F1和竖直力F2作用下，桁架的铰接处向右下方移动，杆件L1、L2被拉长变形。图5 变形图图6 位移场等值线图图6可见，发生位移最大的地方在右端节点处，为0.112mm。图7 节点位移结果2） 应力分析 节点1和节点3的反作用力如图8所示：图8 节点反作用力结果实体梁的分析1、 分析目的 如图1所示，在梁2000300的表面上作用有大小为1MPa的压力，梁为矩形中空截面，两端200圆柱面为支撑表面。 计算分析梁的绕度和应力情况。图1 实体梁2、 几何模型E=2.0E11,u=0.3。图2 几何模型（中间为壳，两侧为圆柱实体）3、 划分网格实体部分采用SOLID186单元，壳采用SHELL93单元，并且SHELL93单元壳的厚度为0.2，分别划分网格。图3 网格划分 壳体部分共划分4695个节点，2336个壳单元。实体部分共划分2112个节点，1227个实体单元。整个模型共划分6807个节点，3563个单元。4、 边界条件 1）位移边界条件 在梁的两端施加固定约束，即在模型的两端表面的所有节点施加位移边界条件，如图4所示。图4 位移边界条件 2）压力载荷 在壳的一个表面施加压力载荷，如图5所示，红线代表表面作用的压力。图5 压力载荷5、 结果分析 1）变形分析梁受到压力载荷，向下弯曲，如图6所示。图6 变