【ANSYS简易实例讲解】-----（3）受内压作用的球体的有限元建模与分析

xiaotiaoer

继续ANSYS简易教程！如图受内压作用球体的截面, ,弹性模量为2.1e11Pa,泊松比为0.3，承受的内压为1.0e8Pa,内表面的半径R1=0.3m，外表面的半径R2=0.5m。

3.1 定义工作路径和工作文件名
（1） 选择Utility Menu→File→Change Directory命令，弹出Change Working Directory对话框，选择工作路径D:\ file。（若路径不存在，需建立）。
（2） 选择Utility Menu→File→Change Jobname命令，出现Change Jobname对话框，在[/FILNAM] enter new jobename输入栏中输入工作文件名sphere，并将New log and error files设置为Yes，单击OK按钮并关闭该对话框。
3.2选择单元类型
（1）MainMenu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete→Add→select Solid Quad 4node 42→OK 。

（2）返回Element Types界面，Element Types → Options…→select K3: Axisymmetric →OK→Close

3.3定义材料参数
MainMenu→Preprocessor→Material Props→Material Models→Structural→Linear→Elastic→Isotropic→input EX:2.1e11, PRXY:0.3→OK

3.4生成几何模型
(1)生成特征点
MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Keypoints→In Active CS→依次输入四个点的坐标：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) →OK

(2)生成球体截面
（1）将当前坐标系设为球坐标系:ANSYS 命令菜单栏Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical。
（2）创建截面的连线：MainMenu→Preprocessor→Modeling→Create→Lines→In Active Coord →依次连接1,2,3,4点→OK
（3）创建球的截面：MainMenu→Preprocessor →Modeling→Create→Areas→Arbitrary→By Lines →依次拾取四条边→OK
（4）将当前坐标系设为笛卡尔坐标系: ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian

3.5 网格划分
（1）定义线上单元的个数：
        MainMenu→Preprocessor→Meshing→Mesh Tool→(Size Controls) lines: Set →拾取两条直边:OK→input NDIV: 10→Apply→拾取两条曲边:OK →input NDIV: 20→OK

（2）映射划分网格：
返回mesh tool window窗口，选择Mesh: Areas, Shape: Quad, Mapped →Mesh→Pick All (in Picking Menu) →Close

3.6 模型施加约束
（1）给水平直边施加约束：
MainMenu→Solution→Define Loads→Apply→Structural→Displacement→On Lines →拾取水平边：Lab2: UY → OK。

（2）给竖直边施加约束：
MainMenu→Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement Symmetry B.C.→On Lines →拾取竖直边→OK

（3）给内弧施加径向的分布载荷：
MainMenu→Solution →Define Loads →Apply →Structural →Pressure →On Lines →拾取小圆弧；OK →input VALUE:1e8 →OK

3.7 分析计算
MainMenu→Solution→Solve→Current LS→OK
3.8 结果显示
（1）显示变形图：
MainMenu→General Postproc→Plot Results→Deformed Shape…→ select  Def + Undeformed→OK

（2）显示平均等效应力图：
MainMenu→General Postproc→Plot Results→Contour Plot→Nodal Solu…→select: Stress→Von Mises Stress→OK。

（3）扩展后显示平板的平均等效应力：
Utility Menu→PlotCtrls→Style→Symmetry Expansion→2D Axi-Symmetric Expansion，出现2D Axi-Symmetric Expansion对话框，在Select Expansion Amount 选项中选择Full Expansion，单击OK按钮，ANSYS显示窗口将显示扩展后结果。

3.9 退出系统  
  ANSYS Utility Menu: File→Exit…→ Save Everything→OK

【视频教程】-----（3）受内压作用的球体的有限元建模与分析

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