有限元Abaqus实例讲解——压力容器不连续区域应力分析

1 Abaqus 实例讲解——压力容器不连续区域应力分析 问题描述：某高压容器设计压力为 P=16MPa，材料的弹性模量为 2e5MPa,泊松比为 0.3。筒体 内径为 R1=775mm，壁厚 t=100mm，封头内径 R2=800mm，厚度 t2=48mm，筒体削边长度 L=95mm。 对该高压容器筒体与封头连接区域进行应力分析。 注：本实例所使用的软件为 Abaqus6.10-1 实例来源：中国水利水电出版社，赵腾伦，《ABAQUS6.6 在机械 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 中的应用》 2 运行 ABAQUS/CAE，修改模型名称为 Model-1 为 pressure-vesel，保存模型为 pressure-vessel.cae。 1.双击模型树中模型pressure-vessel下的 ，弹出Create Part对话框，在Modeling Space 栏中选择 Axisymmetric，Type 栏中选择 Deformable，Base Feature 栏中选择 Shell， Approximate size 中输入 4，单击 Continue 按钮，进入草图环境。 2.单击工具箱中的 ，在提示区中依次输入下列坐标值：（0.775,1.2）、（0.775,0）、 （0.875,1.2）、（0.875,1.2），每输入一个点的坐标以后回车，单击鼠标中毽。 3.单击工具箱中的 ，在提示区一次输入下列坐标值（输入完一个坐标值回车一次）： （0.8,1.2）、（0.848,1.2）、（0.0,2.0）、（0.0,2.048）、（0.0,1.2），创建 5个点。 4.单击工具箱中的 ，选择点（0.0,1.2）为圆心，以点（0.8,1.2）为起点，点（0.0,2.0） 为终点作一条圆弧。 5.同样的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，以点（0.0,1.2）为圆心，以点（0.848,1.2）为起点，点（0.0,2.048）为终 点作另一条圆弧。 6.单击工具箱中的 ，单击第 4步中创建的 5个点（多选按 Shift 键），单击鼠标中键，删 除这 5个点。 7.单击工具箱中的 ，连接两个圆弧左上部的端点。 8.单击工具箱中的 ，过（0.0,1.295）和（1.0,1.295）作一条线段。 9.单击工具箱中的 和 ，将线段连接并删除多余线段，最后如图所示 ，单 击提示区中的 Done，形成轴对称图形。 10.保存模型。 11.单击模型树中的 ，弹出 Edit Material 对话框，输入材料名称 steel，执行对 3 话框中的 Mechanical→Elasticity→Elastic 命令，在对话框底部的 Data 栏中输入 Young's Module：2.0e11，Poisson's Ratio：0.3，单击 OK 按钮，完成材料 steel 的定义。 12.单击模型树中的 ，弹出 Create Section 对话框，选择截面类型 Soild：Homogeneous， 单击 Continue 按钮，进入 Edit Section 对话框，确认材料为 steel，单击 OK 按钮，完成截 面 Section-1 的定义。 13.单击工具箱中的 ，在图形窗口中选择整个平面模型，单击提示区中的 Done 按钮，弹 出 Edit Section Assignment 对话框，确认 Section 选择的是 Section-1，单击 OK 按钮，把 截面属性赋予平面模型。 14.单击模型树中 Assembly 前的“+”号，展开模型树中的 Assembly 项，单击 Assembly 下面 的 ，弹出 Create Instance 对话框，选中 Part-1，单击 OK 按钮，即创建了部件 Part-1 的实例。 15.双击模型树中的 ，弹出 Create Step 对话框，接受默认的设置，即通用静态分析 步，单击 Continue 按钮，进入 Edit Step 对话框，输入 Description：Apply pressure on the inside surface，其它接受默认设置，单击 OK 按钮，完成分析步的定义。 16.根据需要修改场变量以及历史变量的输出要求。 17.双击模型树中的 ，弹出 Create Boundary Condition 对话框，输入边界条件名称 BC-bottom，分析步选择 Step-1，边界条件类型选择 Mechanical：Displacement/Rotation， 单击 Continue 按钮，选择 Y坐标为 0 的边，即简体底部的横边，单击提示区中的 Done 按钮 进入 Edit Boundary Condition 对话框，选中 U2 前面的复选框，并接受其它默认值 0，其它 接受默认设置，单击 OK 按钮，完成简体底部边界条件的施加。 4 18.单击工具箱中的 ，Create Boundary Condition 对话框，输入边界条件名称 BC-Xsymm， 分析步选择 Step-1，边界条件类型选择 Mechanical：Symmetry/Antisymmetry/Encastre，单 击 Continue 按钮，选择 X坐标为 0的竖直边，单击提示区中的 Done 按钮进入 Edit Boundary Condition，选中 XSYMM（U1=UR2=UR3=0）前面的单选按钮，单击 OK 按钮，完成简体竖直边 的边界条件施加。 19.单击工具箱中的 ，弹出 Create Load 对话框，输入载荷名称 Load-Pressure，分析步 选择 Step-1，载荷类型选择 Mechanical：Pressure，单击 Continue 按钮，选择内部的三条 边，单击提示区中的 Done 按钮，弹出 Edit Load 对话框，输入 Magnitude：16e6，单击 OK 按钮，完成内压的施加。 20.在环境栏中 Module 后面的下拉列 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 中选择 Mesh，进入 Mesh 模块。在环境栏中 Object 后 面选中 Part 前面的单选按钮。 21.执行 Seed→Edge→By Number 命令，在图形窗口选择底部横边和 X坐标为 0处的竖直边， 单击提示区中的 Done 按钮，在提示区 Number of element along the edges 后面输入种子数 目 5，单击提示区中的 Constraints 按钮，弹出 Edge Seed Constraints 对话框，选择 Do not 5 allow the number of elements to change，即不允许单元数目改变，单击 OK 按钮，回车确 认。在这两条边上个出现 5个方格形的种子标记。 22.用同样的方法，将水平边布置种子。 23.单击工具箱中的 ，单击提示区中的 OK to mesh the part 后面的 Yes 按钮，完成网格 划分。 24.单击工具箱中的 ，在弹出的 Element Type 对话框中选择线性隐式四边形单元 CAX4R （Element Library：Standa，Geometry Order：Linear，Family：Axisymmetric Stress）， 单击 OK按钮，完成单元类型的选取。 25.保存模型。 26.双击模型树中 Analysis 下面的 ，弹出 Create Job 对话框，定义作业名称为 pressure-vessel，来源于 Model：pressure-vessel，单击 Continue 按钮，进入 Edit Job 对话框，输入 Description：Static analysis of a pressure vessel，其它接受默认设置， 6 单击 OK按钮，完成作业 pressure-vessel 的定义。 27.单击工具箱中的 （Job Manager）单击右部的 Write Input 按钮，在工作目录下面创 建一个与作业名称同名的输入文件 pressure-vessel.inp，单击 Monitor 按钮，打开作业监 视器，单击 Submit 按钮，提交作业。并在作业监视器中检查作业的运行状态。 28.作业完成后，单击 Job Monitor 对话框中的 Redults 按钮，进入 Visualization 模块。 7 分析结果： 放大倍数 385.206 放大倍数 150 X、Y 方向变形图 8 X 方向 Y方向 过渡区域各种应力分析 9 10 11 12 圆弧路径的应力曲线 曲线 13 Mises U：Magnitude U:U1 14 U:U2 等效三维模型 学生编号：20090870 二○一二年四月十六日