文档介绍：输气管道有限元分析姓名: 袁士瑞指导老师: 周小强班级: 机自 1104 学号: ********** 基于 ANSYS 的输气管道有限元分析机械制造及其自动化(机电方向)机自 1104 班袁士瑞摘要: 基于有限元 ANSYS 软件对输气管道进行应力分析。先通过选择单元格类型、划分网格、施加边界进行分析;再者添加载荷,求解; 最后得出结果,画出应力图,找出最易破坏的位置。关键词: 输气管道有限元 ansys 应力分析引言: 在当代社会, 随着科学技术的不断发展, 越来越多的社会需求反应了能源的重要性。天然气作为一种新型的高效能源面临着输送的困难, 这要求对管道的受力进行分析以确保管道的正常使用。但由于管道受力情况复杂, 且不同材料会存在较大差异, 传统的解析法在计算其承载特性会产生较大误差。故基于有限元分析软件 ANSYS 对输气管道进行应力分析。 1. 传统的输气管道应力计算计算分析模型如图 1 所示 R1== 承受内压: Pa 管道材料参数:弹性模量 E=200Gpa ;泊松比 v= 。传统算法中取其某一截面为单位截面, 建立单元坐标系并列出单元刚度矩阵进行求解。截面中各坐标轴方向上所受力分别为: 式中, E 为管道的弹性模量, A 为单元的横截面积。 2. 用有限元法对输气管道进行应力计算定义工作文件名和工作标题定义工作文件名。执行 Utility Menu-File → Chang Jobname-sphere , 单击 OK 按钮。定义单元类型和材料属性设置计算类型 ANSYS Main Menu: Preferences → select Structural → OK 选择单元类型。执行 ANSYS Main Menu → Preprocessor → Element Type → Add/Edit/Delete → Add → select Solid Quad 8node 82→ apply Add/Edit/Delete → Add → select Solid Brick 8node 185 → OK Options …→ select K3: Plane strain → OK→ Close ,选择 OK接受单元类型并关闭对话框。设置材料属性。执行 Main Menu → Preprocessor → Material Props → Material Models → Structural → Linear → Elastic → Isotropic ,在 EX 框中输入 2e11 ,在 PRXY 框中输入 ,选择 OK 并关闭对话框。创建几何模型选择 ANSYS Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In Active CS→依次输入四个点的坐标: input:1(,0),2(,0),3(0,),4(0,) → OK 生成管道截面。 ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Spherical → ANSYS Main Menu: Preprocessor → Modeling → Create → Lines → In Active Coord →依次连接 1,2,3,4 点→ OK 如图 1 图1 Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Arbitrary → By Lines →依次拾取四条边→ OK→ ANSYS 命令菜单栏: Work Plane>Change Active CS to>Global Cartesian 如图 2 图2 拉伸成 3 维实体模型 Preprocessor → Modeling → operate → areas → along norma l输入2, 如图 3 图3 生成有限元网格 Preprocessor → Meshing → Mesh Tool → Volumes Mesh → Tet → Free,. 采用自由网格划分单元。执行 Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh-Volume-Free ,弹出一个拾取框,拾取实体,单击 OK 按钮。生成的网格如图 4 所示。图4 施加载荷并求解施加约束条件。执行 Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas ,弹出一个拾取框,