受內(nèi)壓作用的球體的有限元建模與分析實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、實(shí)驗(yàn)二 受內(nèi)壓作用的球體的有限元建模與分析受內(nèi)壓作用的球體，球體外徑0.5m，內(nèi)徑0.3m，承受內(nèi)壓1.0108 pa。材料彈性模量e=2.11011pa，泊松比=0.3。試對(duì)其進(jìn)行有限元分析，得出應(yīng)力分布和變形分布。注：可以采用軸對(duì)稱(chēng)分析，根據(jù)對(duì)稱(chēng)性，再將平面模型簡(jiǎn)化。第一步、進(jìn)入ansys 1）工作文件名：utility menufilechange jobname,，輸入enter new jobname:zuoyeer。 2）分析標(biāo)題：utility menufilechange title,，輸入 enter new title:qiutifenxi。如圖1、2所示。圖1圖2第二步、

2、設(shè)置計(jì)算類(lèi)型 ansys main menu: preferences select structural ok，如圖3所示。圖3第三步、選擇單元類(lèi)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)，如圖4、5所示。圖4圖5第四步、定義材料參數(shù)ansys main men

3、u: preprocessor material props material models structural linear elastic isotropic input ex:2.1e11, prxy:0.3 ok，如圖6所示。圖6第五步、創(chuàng)建有限元模型生成特征點(diǎn) ansys main menu: preprocessor modeling create keypoints in active cs 依次輸入四個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) ok，如圖7所示。圖7生成球體截面ansys 命令菜單欄: work planec

4、hange active cs toglobal spherical ansys main menu: preprocessor modeling create lineslines in active coord 依次連接1,2,3,4點(diǎn)ok preprocessor modeling create areas arbitrary by lines 依次拾取四條邊ok ansys 命令菜單欄: work planechange active cs toglobal cartesian，如圖8、9、10、11所示。圖8圖9圖10圖11第六步、 網(wǎng)格劃分ansys main menu: prep

5、rocessor meshing mesh tool(size controls) lines: set 拾取兩條直邊:okinput ndiv: 10 apply拾取兩條曲邊: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)，如圖12所示。圖12第七步、模型施加約束給水平直邊施加約束ansys main menu: solution define load

6、s apply structural displacement on lines 拾取水平邊：lab2: uy ok，如圖13所示。給豎直邊施加約束ansys main menu: solution define loads apply structural displacement symmetry b.c. 拾取豎直邊：lab2: uxok，如圖14所示。給內(nèi)弧施加徑向的分布載荷ansys main menu: solution define loads apply structural pressure on lines 拾取小圓?。籵k input value:100e6 ok，如圖1

7、5、16所示。圖13圖14圖15圖16第八步、分析計(jì)算ansys main menu: solution solve current ls ok(to close the solve current load step window) ok，如圖17、18所示。圖17圖18第九步、結(jié)果顯示 ansys main menu: general postproc plot results deformed shape select def + undeformed ok (back to plot results window) contour plot nodal solu select: dof

8、 solution, ux,uy, def + undeformedstress ,sx,sy,sz,def + undeformedok，如圖19、20、21、22所示。 圖19圖20圖21圖22顯示等效應(yīng)力等值線圖其操作如下：ansys main menu:general postproc plot results contour plot nodal solu stress ,sx,sy,sz,def + undeformedok，如圖23所示。圖23由圖發(fā)現(xiàn)最大應(yīng)力出現(xiàn)在球內(nèi)環(huán)附件，與解析解吻合列表顯示位移結(jié)果數(shù)據(jù)（列出最大位移）其操作如下：ansys main menu:general postproc list results nodal s