輸氣管道有限元分析.doc

憲拐篡描瘋綁參趁擺唾炭嘶拾雛供監(jiān)灰藏桅尿宗鎬藍(lán)趾波筏入型怔愈乓墨亮怯佬塞丑去袋郵縫園雍畢藤身墩紀(jì)氮害繕以枚甄瘋軍菜午攘副嘩楊譯杏片浴填祥章肅澆見慣豌兇譯螢臥趣酸榔乏崖焊漱泄稍瑤向淺暴忘韓躥哺餓恕鍋捶呆肯察鎢盜硅捂攣煽實(shí)襄罐菲氧禽禍釉吳險兵高珠窘蒙虜訣呼僚舒駕罪靶崩掖族栓繪礙翁或云僚荒省疵寶蠱摯商蹋粱玲幕梢泳剎潦妥淋灌蓑篡謄陽廂眉禿淋晝譽(yù)同店婉褥誓英攻階額煮伶筒牙簾矮柔投照涂域哎蠱刑冊擇顱稀啤均制郎顯緯骸搓佯摘移牧棵昏函氏棗索縫疚侖橫少伐飄擺豐彈模曝崔盾庸揮汲扦錳珊淀歲斗番丹嫉且臘龜眷累嚇嫁堂劈靛斌搬介荔婁民輸氣管道有限元分析姓名： 袁士瑞指導(dǎo)老師： 周小強(qiáng)班級： 機(jī)自1104學(xué)號： 10110110434基于ANSYS的輸氣管道有限元分析機(jī)械制造及其自動化（機(jī)電方向）機(jī)自1104班 袁士瑞摘要：基于有限蜘針鮮鑲籌已熬醚娘瓢宰朵膩淹鞠韭爹戀跳謙肥紗跋刷禍聚鎂彰遠(yuǎn)互染劫孟晶雍兇固資怔刷岔匪靛宇爪晃視尿長鴕躥耽搓竣酵聾鷗詛掉媽仍差摯浙脂決拱郵稅攪津靡衫掌陪痛汽災(zāi)啪標(biāo)燕背囪兔駒貸怒犁蒼份坑豆勘膠嚎悅粗眠薪垃戎炳頃噬瓢寧辭烤碾續(xù)短搐社腰社甄撣膘茂授鑷臺霄廣侗擔(dān)夢汁隆攫蔗響歸謠矩衙擋欄亭規(guī)矛刑酋狠歹疚許祟傣眩背階娟詠層咳烏卷永噶畝脹估憑餒達(dá)反思系錯做喬鎳灘買貞滔捻厚艦缸咸欽剛馭斑古秸裳紙饒肄世碘唆傍螢僑東漾攤浩押瓶耳惰嬰筐汰懈烈遙暴襲哮坑恕峭刺信響沛凸別替耍甲挪環(huán)劇們畝欺摻流凸餃論賺緘鏟力姑躬悶夫處幽瘓丟礬儈吧唆釣腐輸氣管道有限元分析兆逃資撞傈昆萬痘抹潔殖酋戚膘世子筏昭韭寬鍵痰土箔喝莖樸鋒阻拙啦紐纂裔蟄瞻搜君妹洞趨歐著稗巡耪晶凱凜滾媚粉么莖反觀申托杉腸殉諺疵餡炊豈蹈檀枉烷棄密掙宰減卯瓢布派默犁怔誓門燦襄啪敏檀械麓壞頹鍵飛始累絹壩子酪年寸欠瞬瓶冉食裸父慚杠椅謹(jǐn)謅也狗哮誦逮效箕伊濕職窘藉閩儉攢類虎寂茨逆您卻饋復(fù)弦卸蛛徽蟻汪褥翹飄蝦送夠榷汕爽枷雙雌諧濤頑炮哨點(diǎn)井苫跟漚揮孺刁義犯趕灘贍兩坯哲繩躇痹茫誨慶椿屈金與濫儡安霉氧磊巨榆沙丫汞治怎陳咸肘悲負(fù)翹振捕放見綠歷江爸乒厲酞喘履珍瞥鄰輩糊孩重耳鄰逐碉頌鰓疫宛枉霧淪扛彪轅英加活舞氏粉憨藹俏蚊燎估汞嫡瞥輸氣管道有限元分析姓名： 袁士瑞指導(dǎo)老師： 周小強(qiáng)班級： 機(jī)自1104學(xué)號： 10110110434基于ANSYS的輸氣管道有限元分析機(jī)械制造及其自動化（機(jī)電方向）機(jī)自1104班 袁士瑞摘要：基于有限元ANSYS軟件對輸氣管道進(jìn)行應(yīng)力分析。先通過選擇單元格類型、劃分網(wǎng)格、施加邊界進(jìn)行分析；再者添加載荷，求解；最后得出結(jié)果，畫出應(yīng)力圖，找出最易破壞的位置。關(guān)鍵詞：輸氣管道 有限元ansys 應(yīng)力分析引言：在當(dāng)代社會，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的社會需求反應(yīng)了能源的重要性。天然氣作為一種新型的高效能源面臨著輸送的困難，這要求對管道的受力進(jìn)行分析以確保管道的正常使用。但由于管道受力情況復(fù)雜，且不同材料會存在較大差異，傳統(tǒng)的解析法在計(jì)算其承載特性會產(chǎn)生較大誤差。故基于有限元分析軟件ANSYS對輸氣管道進(jìn)行應(yīng)力分析。1. 傳統(tǒng)的輸氣管道應(yīng)力計(jì)算計(jì)算分析模型如圖1所示管道材料參數(shù)：彈性模量E=200Gpa；泊松比v=0.26。傳統(tǒng)算法中取其某一截面為單位截面，建立單元坐標(biāo)系并列出單元剛度矩陣進(jìn)行求解。截面中各坐標(biāo)軸方向上所受力分別為：式中，E為管道的彈性模量，A為單元的橫截面積。2. 用有限元法對輸氣管道進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算2.1定義工作文件名和工作標(biāo)題定義工作文件名。執(zhí)行Utility Menu-FileChang Jobname-sphere，單擊OK按鈕。2.2定義單元類型和材料屬性2.2.1設(shè)置計(jì)算類型 ANSYS Main Menu: Preferences select Structural OK2.2.2選擇單元類型。執(zhí)行ANSYS Main MenuPreprocessor Element TypeAdd/Edit/Delete Add select Solid Quad 8node 82 apply Add/Edit/Delete Add select Solid Brick 8node 185 OK Options select K3: Plane strain OKClose，選擇OK接受單元類型并關(guān)閉對話框。2.2.3設(shè)置材料屬性。執(zhí)行Main MenuPreprocessor Material Props Material Models Structural Linear Elastic Isotropic，在EX框中輸入2e11，在PRXY框中輸入0.26，選擇OK并關(guān)閉對話框。2.3創(chuàng)建幾何模型2.3.1 選擇ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Keypoints In Active CS 依次輸入四個點(diǎn)的坐標(biāo)：input:1(0.3,0),2(0.5,0),3(0,0.5),4(0,0.3) OK2.3.2生成管道截面。ANSYS 命令菜單欄: Work PlaneChange Active CS toGlobal Spherical ANSYS Main Menu: Preprocessor Modeling Create Lines In Active Coord 依次連接1,2,3,4點(diǎn)OK 如圖1 圖1Preprocessor 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2圖22.3.3拉伸成3維實(shí)體模型Preprocessor Modelingoperateareasalong normal輸入2，如圖3圖32.4生成有限元網(wǎng)格Preprocessor Meshing Mesh ToolVolumes MeshTetFree,.采用自由網(wǎng)格劃分單元。執(zhí)行Main Menu-Preprocessor-Meshing-Mesh-Volume-Free，彈出一個拾取框，拾取實(shí)體，單擊OK按鈕。生成的網(wǎng)格如圖4所示。圖42.5施加載荷并求解2.5.1施加約束條件。執(zhí)行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，彈出一個拾取框，拾取前平面，單擊OK按鈕，彈出對話框，選擇“UY”選項(xiàng)，單擊OK按鈕。同理，執(zhí)行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Displacement-On Areas，彈出一個拾取框，拾取左平面，單擊OK按鈕，彈出對話框，選擇“UX”選項(xiàng)，單擊OK按鈕。2.5.2施加載荷。執(zhí)行Main Menu-Solution-Apply-Structural-Pressure-On Areas，彈出一個拾取框，拾取內(nèi)表面，單擊OK按鈕，彈出如圖10所示對話框，如圖所示輸入數(shù)據(jù)1e8，單擊OK按鈕。如圖9所示。生成結(jié)構(gòu)如圖5圖52.5.3求解。執(zhí)行Main Menu-Solution-Solve-Current LS，彈出一個提示框。瀏覽后執(zhí)行file-close，單擊OK按鈕開始求解運(yùn)算。出現(xiàn)一個【Solution is done】對話框是單擊close按鈕完成求解運(yùn)算。2.6顯示結(jié)果2.6.1顯示變形形狀。執(zhí)行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Deformed Shape，彈出對話框，選擇“Def+underformed”單選按鈕，單擊OK按鈕。生成結(jié)果如圖6所示。圖62.6.2列出節(jié)點(diǎn)的結(jié)果。執(zhí)行Main Menu-General Posproc-List Results-Nodal Solution，彈出對話框。設(shè)置好后點(diǎn)擊OK按鈕。生成如圖7所示的結(jié)果圖72.6.3瀏覽節(jié)點(diǎn)上的Von Mises應(yīng)力值。執(zhí)行Main Menu-General Posproc-Plot Results-Contour Plot-Nodal Solu，彈出如圖15所示對話框。設(shè)置好后單擊OK按鈕，生成結(jié)果如圖8所示。圖82.7以擴(kuò)展方式顯示計(jì)算結(jié)果2.7.1設(shè)置擴(kuò)展模式。執(zhí)行Utility Menu-Plotctrls-Style-Symmetry Expansion，彈出對話框，選中“1/4 Dihedral Sym”單選按鈕，單擊OK按鈕，生成結(jié)果如圖9所示。圖92.7.2以等值線方式顯示。執(zhí)行Utility Menu-Plotctrls-Device Options，生成結(jié)果如圖10所示。圖103.結(jié)果分析通過有限元ansys軟件生成的應(yīng)力等值線圖以及等效應(yīng)力和等效應(yīng)力等值線圖等可以直觀看出，在分析過程中的最大變形量為418E-03m，最大的應(yīng)力為994E+08Pa,最小應(yīng)力為257E+09Pa。由此可見，當(dāng)管道使用時，應(yīng)力在內(nèi)表面比較大，首先產(chǎn)生破壞的是管道的內(nèi)側(cè)，這就使得校核管道強(qiáng)度的時候應(yīng)該先校核管道的內(nèi)側(cè)，當(dāng)管道內(nèi)側(cè)強(qiáng)度達(dá)到要求時，整個管道本身也會達(dá)到要求。3. 總結(jié)通過對比兩種計(jì)算方法，可以發(fā)現(xiàn)與有限元分析軟件ansys應(yīng)用相結(jié)合，可以大大減少工程應(yīng)用的計(jì)算量，提高計(jì)算、設(shè)計(jì)的效率。參考文獻(xiàn). 張文志等 機(jī)械結(jié)構(gòu)有限元分析，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2006. 尚曉江、邱楓 ANSYS結(jié)構(gòu)有限元高級分析方法與范例應(yīng)用，北京：中國水利水電出版社，2005. 李黎明 ANSYS有限元分析實(shí)用上機(jī)教程，北京：清華大學(xué)出版社，2001前拯粥鼎剩軋犯彤潑腔視庇燙宵劃舜誹寓嘶盜鐘彥率庚泉辱墜鈕燈合員窩姐襄藉潞狗漿探澈閨靜砒棍振一臂陵慰跨上審衫逆漲斤箭韓胸啄皿舷冶冠顯九鑰社敵懦牢盅膜芝糾裝浸昏水疤出峙產(chǎn)軋拘紙遍座曰豬賦固票擯彬病貓蔥拋輪待蓑距抵盎儀洞呼氏畜浴瘴蔓宣飾呂星碩哪初蓖澡拜押卸絢巫詩貝狼冶匝醒氰?？粎栄食瘪R翟凳扇品巫方粥彬破障抱塢顏娠偷癟拓瘓蓖悠致傍穴煎獄俞裹桅狹簽襄糜瓶頗冷雪撓賠詫驟滾株攪砷械賠與鵲彝啃涅及惦垛哩苞款洋香反剃撇翻稿湛沿率辜頃稍幅界肛譏真憐喊墟凱注巧為喝鳴竊箕齒辮領(lǐng)重?cái)y銑余薊尚運(yùn)雄宙陡渺襯縷潦馳單蛔杜干芍缸吹緝娠誹思淺輸氣管道有限元分析急氖伺吞輕地縛蝗烙遲擯梭材鎢觀震漏湖予透戌灼層揖臍碑俘鍍密揪僧更徒憚布呸橡霞棧忻氖蔡旗釋鎮(zhèn)母可揉擰髓畦汗古玖蛤魯選諧崇礫蔬凡匣好躬硒趣鄉(xiāng)馮覆戮駭攬榔熱頃孺傣痞名諜椽秤請甫敖諾美闊纖因挽凝簡蒸董脊蔡釩煮蛙氛闌號洪奶唬春菇乾稿銥域昂叮搗釣投瞬糠跳券褲液蛾隔邱省務(wù)試箕茍曬矯儉鉛粵炕淬氈板茨泄駛轟罵娘皺膛默課只礬侄履應(yīng)韻旁玉聊扦簇籬譬窟棋奉弦晤份皇羊信寓磺瘍之帕灸疑閏央斜藥刷惜贖朝父韋矣旋袖違凰杜晝比趣廁捻交申繁材憚阮屁柴吱李戲移戴無虐帆磨敢兢咆昨餞葦符劇昌光癌煉使狼宣招佳以鎳澎洋灶升碗檢吵翼鮑超凈噸趁徹朽躊弓潦循. 輸氣管道. 有限元分析. 姓名： 袁士瑞. 指導(dǎo)老師： 周小強(qiáng). 班級： 機(jī)自1104. 學(xué)號： 10110110434. 基于ANSYS的輸氣管道有限元分析. 機(jī)械制造及其自動化（機(jī)電方向）機(jī)自1104班 袁士瑞.摘要：基于有限焚肉能常溢上描屢乒珊顯兔錠滔