厚壁圆筒有限元分析报告

1、有限元与CAE分析报告专业：班级：学号：姓名：指导教师：实习时间： 年 月 日平面问题的厚壁圆筒问题一、问题提出如图所示为一厚壁圆筒，其内半径为r1=50mm,外半径为r2=100mm,作用在内孔上的压力p=10 Mpa,无轴向压力，轴向长度很长可视为无穷，要求对其进行结构静力分析，并计算厚壁圆筒径向应力和切向应力沿半径r方向的分布。弹性模量E=200 Gpa,泊松比=0.3。图1 厚壁圆筒二、建模步骤1 定义工作文件名依次单击Utility MenuFileChange Jobname，在文本框中输入：1245523229，在“New Log and error files”处选中“yes”

2、，单击“OK”。2 定义工作标题依次单击Utility MenuFileChange Title ，在文本框中输入：1245523229，单击“OK”。依次单击PlotReplot,3 定义单元类型1) 依次单击Main MenuPrefrences，选中“Structural”，单击“OK”。 2) 依次单击Main MenuPreprocessorElement typeAdd/Edit/Delete，出现对话框，单击“Add”，出现一个 “Library of Element Type”对话框，。在“Library of Element Type”左面的列表栏中选择“Structural

3、 Solid”，在右面的列表栏中选择“Quard 4node 182”，单击“OK”。2) 单击对话框中的“Options”，在弹出的单元属性对话框中，选择K3关键字element behavior为“Plane strain”,再单击“Close”，完成单元的设置。3 定义实常数依次单击Main MenuPreprocessorRealConstantsAdd/Edit/Delete,出现对话框define element constant sets，点击“set1”，单击“Add”；出现对话框choose element type，点击“Type1 Plane182”，出现Real Con

4、stant Set Number 1 for Plane 182对话框，在“Thickness”中输入1，单击“OK”，再单击“Close”，完成厚度实常数的设置。4 设置材料属性依次单击Main MenuPreprocessorMaterialPropsMaterial Modes，出现“Define Material ModelBehavior”对话框，在“Material Model Available”下面的对话框中，双击打开“StructuralLinearElasticIsotropic”,出现对话框，输入弹性模量EX2e5，泊松比PRXY0.3，单击“OK”，单击“Materia

5、lExit” 。5 建立几何模型1) 创建矩形面拾取菜单Main MenuPreprocessorMoldingCreateAreasRectangleBy Dimensions。弹出如下图所示的对话框，在“X1,X2”文本框中输入0,40，在“Y1,Y2”文本框中输入0,40，单击OK。2) 创建圆形面拾取菜单Main MenuPreprocessorMoldingCreateAreasCircleSolid Circle。弹出如下图所示的对话框，在“WPX”、“WPY”、“Radius”文本框中输入0,0,10，单击OK。3) 布尔运算，形成带孔方板拾取菜单Main MenuPreproc

6、essorMoldingOperateBooleansSubtractAreas。弹出拾取窗口，拾取矩形面，单击OK，再次弹出拾取窗口，拾取圆形面，单击OK。4)合 并相同几何特征，压缩编号拾取菜单Main MenuPreprocessorNumbering Controls，选择Merge Items，在弹出菜单中，NUMMRG区域“lab”下拉列表中选择all，单击OK；拾取菜单Main MenuPreprocessorCompress Numbers，在弹出菜单中，NUMCMP区域“lab”下拉列表中选择all，单击OK。6 划分单元1）拾取菜单Main MenuMeshMesh Too

7、l。弹出对话框，点击size controls部分中中lines的set，点击图形窗口中的圆弧边，弹出如下图所示的对话框，在NDIV选项中输入10，单击OK。按照同样的方法选择其他各边，在NDIV选项中输入5。2）在Mesh tool中，将Mesh部分中的shape选择为“Quard”、“Mapped”，在下拉菜单中，选择“Pick corners”，在弹出菜单中首先选中整个面，点击OK，然后在弹出菜单中按照如下图的顺序选择四个关键点，再次点击OK。划分出所示的规则映射网格。7 施加载荷和边界条件1) 拾取菜单Utility MenuSelectEntities。弹出select entiti

8、es对话框，选择实体类型为Node，选择创建选择集的方法为“By Location”，选中“X coordinates”，在“Min，Max”文本框中输入0，选中“From Full”，单击OK按钮。2) 拾取菜单Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn nodes，弹出拾取窗口，拾取“Pick All”，弹出Apply U,ROT on nodes对话框，在列表中选择“UX”，单击OK。3) 按照同样方式，拾取菜单Utility MenuSelectEntities。选择实体类型为Node，选择创建选择集的方法为“B

9、y Location”，选中“Y coordinates”，在“Min，Max”文本框中输入0，选中“From Full”，单击OK按钮。4) 拾取菜单Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn nodes，弹出拾取窗口，拾取“Pick All”，在列表中选择“UY”，单击OK。5) 拾取菜单Utility MenuSelectEverything。6) 拾取菜单Main MenuSolutionDefine LoadsApplyStructuralPressureOn lines，弹出拾取窗口，选择2号线，弹出如下图所示的对话框，在“Value”文本框中输入-10，点击OK按钮。8 求解模型依次点击Main MenuSolutionSolveCurrent LS进行求解，当提示Solution is Done说明求解完成。三、仿真结果分析依次单击Main MenuGeneralPostprocPlot ResultsContour PlotNodal Solu，弹出对话框，在“Item to be Contoured”栏中选择“Stress”，在其右面