有限元例題分析報(bào)告

本文格式為Word版，下載可任意編輯——有限元例題分析報(bào)告壓力容器的應(yīng)力分析報(bào)告

1、分析目的

應(yīng)用ANSYS10.0進(jìn)行壓力容器的應(yīng)力分析，從而確定容器的最大應(yīng)力和變形，為容器設(shè)計(jì)提供參考。

2、幾何模型

容器設(shè)計(jì)壓力13.5MPa，工作壓力12.3MPa，彈性模量201MPa，泊松比0.3。

圖11/4容器模型圖

3、劃分網(wǎng)格

采用Plane82單元對模型進(jìn)行有限元?jiǎng)澐郑?07個(gè)節(jié)點(diǎn)，256個(gè)單元。

圖2網(wǎng)格劃分

3、邊界條件

1)對稱條件約束

在容器對稱的部分施加固定位移載荷。2)在線上施加面載荷

容器承受內(nèi)壓力，故在線上施加面載荷P=13.5MPa。3)施加集中載荷

法蘭上的螺栓力轉(zhuǎn)化為一個(gè)集中力作用，故可在此處一節(jié)點(diǎn)上施加集中力，且F=82109N。

圖3對稱位移和面載荷圖4集中力載荷4、靜力分析結(jié)果

1)變形分析

圖5變形圖

圖中藍(lán)色單元為變形后的形狀，白色單元是為變形的圖形。

圖6節(jié)點(diǎn)X方向位移圖

由上圖可知，最大的X向節(jié)點(diǎn)最大位移值為0.209×10-6mm，最小位移為0.188×10-8mm。2）應(yīng)力分析

圖7等效應(yīng)力分布圖

上圖是容器的應(yīng)力分布圖，由圖可知，最大應(yīng)力為302.054MPa,小于容器材料的極限應(yīng)力，故可滿足使用要求。

圖8壁厚為34mm處的應(yīng)力分布圖

由上圖可知，應(yīng)力隨著壁厚由內(nèi)而外的增加而減?。籜向的應(yīng)力也是如此，但變化幅度較大；Y向的應(yīng)力卻相反變化，但變化的范圍較小。

5、結(jié)論

對容器應(yīng)力分析后，可得該容器滿足應(yīng)力要求，可安全使用。

三角桁架受力分析

1、分析目的

圖1所示為一三角桁架，各桿件通過鉸鏈連接，桿件材料參數(shù)及幾何參數(shù)如表1和表2所示，桁架承受集中力F1=3500N，F(xiàn)2=2500N。

本桁架通過有限元計(jì)算，分析桁架的受力變形和應(yīng)力狀況。

表1桿件材料參數(shù)E1/PaE2/PaE3/PaV1V2V32.2E116.8E102.0E110.30.260.26表2桿件幾何參數(shù)L1/mL2/mL3/mA1/m2A2/m2A3/m20.81.00.66E-49E-44E-42、幾何模型

桁架在ANSYS中可用平面圖形表示，如圖1所示。

圖1幾何模型

3、劃分網(wǎng)格

此次分析采用LINK1單元，對于每一個(gè)桿件賦值材料屬性和幾何屬性。每一個(gè)桿件作為一個(gè)單元處理。共劃分三個(gè)節(jié)點(diǎn)，三個(gè)單元。

圖2單元?jiǎng)澐?/p>

圖3網(wǎng)格劃分屬性設(shè)置

4、邊界條件

1）集中力載荷

F1、F2都為集中力在載荷，施加在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。2）位移邊界

三角桁架的左端固定，故設(shè)定此處兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的位移為0。

圖4邊界條件

5、結(jié)果分析1）變形分析

桁架受力變形如圖5所示，在水平力F1和豎直力F2作用下，桁架的鉸接處向右下方移動(dòng)，桿件L1、L2被拉長變形。

圖5變形圖

圖6位移場等值線圖

圖6可見，發(fā)生位移最大的地方在右端節(jié)點(diǎn)處，為0.112mm。

圖7節(jié)點(diǎn)位移結(jié)果

2）應(yīng)力分析

節(jié)點(diǎn)1和節(jié)點(diǎn)3的反作用力如圖8所示：

圖8節(jié)點(diǎn)反作用力結(jié)果

實(shí)體梁的分析

1、分析目的如圖1所示，在梁2000×300的表面上作用有大小為1MPa的壓力，梁為矩形中空截面，兩端Φ200圓柱面為支撐表面。計(jì)算分析梁的繞度和應(yīng)力狀況。

圖1實(shí)體梁

2、幾何模型

E=2.0E11,u=0.3。

圖2幾何模型（中間為殼，兩側(cè)為圓柱實(shí)體）

3、劃分網(wǎng)格

實(shí)體部分采用SOLID186單元，殼采用SHELL93單元，并且SHELL93單元?dú)さ暮穸葹?.2，分別劃分網(wǎng)格。

圖3網(wǎng)格劃分

殼體部分共劃分4695個(gè)節(jié)點(diǎn)，2336個(gè)殼單元。實(shí)體部分共劃分2112個(gè)節(jié)點(diǎn)，1227個(gè)實(shí)體單元。整個(gè)模型共劃分6807個(gè)節(jié)點(diǎn)，3563個(gè)單元。4、邊界條件

1）位移邊界條件

在梁的兩端施加固定約束，即在模型的兩端表面的所有節(jié)點(diǎn)施加位移邊界條件，如圖4所示。

圖4位移邊界條件

2）壓力載荷

在殼的一個(gè)表面施加壓力載荷，如圖5所示，紅線代表表面作用的壓力。

圖5壓力載荷

5、結(jié)果分析1）變形分析

梁受到壓力載荷，向下彎曲，如圖6所示。

圖6變形圖

梁的節(jié)點(diǎn)Y向位移圖如圖7所示。

圖7位移等值線圖