AIFEM是由天洑自主研發的一款通用的智能結構仿真軟件，助力用戶解決固體結構相關的靜力學、動力學、振動、熱力學等實際工程問題，軟件提供高效的前后處理工具和高精度的有限元求解器，幫助用戶快速、深入地評估結構的力學性能，加速產品的設計迭代。

概 要 

1）案例描述

壓力容器為承載一定壓力的密閉容器，一旦損壞后果嚴重。本案例對壓力容器承壓工況進行分析。

2）幾何

某型壓力容器下半部分模型如圖1-1（a）所示，考慮到對稱性，選擇取其四分之一模型進行分析，如圖1-1（b）。

圖1-1 幾何模型

3）材料

楊氏模量： 205GPa ，泊松比： 0.28

4）載荷

內表面E壓力：8.83MPa，端部表面C壓力：-65.896MPa

5）邊界條件

面A ：Z軸對稱，面B：X軸對稱，面D：Uz=0mm

建 模 

1）新建方案

① 啟動AIFEM 2023R2；

② 點擊創建方案，在新建方案彈窗中，填寫文件名《壓力容器》，點擊保存。

圖2-1 AIFEM窗口

圖2-2 新建方案

2）幾何

① 點擊 幾何>導入 ，彈出導入幾何文件彈窗；

② 在導入幾何文件彈窗中 ，選擇幾何文件Pressurized_container.stp；

③ 選擇默認的‘導入為新模型’，將其導入為‘Pressurized_container’，點擊導入。

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圖2-3 幾何導入

3）網格

① 點擊有限元模型>四面體網格，彈出四面體網格彈窗；

② 在四面體網格彈窗中，選擇整個模型為對象，點擊對象右側的確定；

③ 將全局網格尺寸修改為20mm；

④ 點擊局部網格細化右側+按鈕，彈出局部網格細化彈窗。

圖2-4  網格尺寸設置

① 在局部網格細化彈窗中，選擇模型過渡圓角處為對象（兩個對稱面各有兩個圓角，共4個），點擊對象右側的確定；

② 將局部網格尺寸修改為5mm；

③ 點擊確定；

④ 回退至四面體網格彈窗，點擊生成。

圖2-5  局部網格細化

圖2-6 網格生成

4）材料

①  點擊有限元模型>材料庫。在材料庫彈窗中，a.選擇系統材料庫中steel材料；b.點擊’>’將其添加至模型材料庫中；點擊確定；

②  點擊有限元模型>固體屬性，在固體屬性彈窗中，a.選擇整個模型為對象，點擊右上角確定；b.選擇對應的幾何賦予steel材料屬性；點擊確定。

圖2- 7  材料賦予

分 析 

1）分析步

點擊有限元分析>新增分析，創建一個‘結構分析’ ，選擇子分析步為靜力，點擊確定。

圖3-1 分析步創建

2）邊界條件

① 點擊有限元分析>位移/旋轉，可彈出位移/旋轉彈窗；

② 在位移/旋轉彈窗中，a.選擇面D為對象，點擊右上確定; b.指定位移Uy=0mm。點擊確定。

圖3-2 邊界條件設置

3）載荷

① 點擊有限元分析>對稱/固定，即可打開對稱/固定彈窗；

② 在第1個對稱/固定彈窗中，a.選擇對象為面A；b.選擇關于Z軸對稱。勾選繼續新增，點擊確定；

③ 在第2個對稱/固定彈窗中，a.選擇對象為面B；b.選擇關于X軸對稱。反勾選繼續 新增，點擊確定。

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圖3-3 載荷設置

① 點擊有限元分析>對稱/固定，即可打開對稱/固定彈窗；

② 在第1個對稱/固定彈窗中，a.選擇對象為面A；b.選擇關于Z軸對稱。勾選繼續新增，點擊確定。

③  在第2個對稱/固定彈窗中，a.選擇對象為面B；b.選擇關于X軸對稱。反勾選繼續 新增，點擊確定 。

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圖3- 4  載荷設置

4）求解

① 點擊有限元分析>求解，出現求解彈窗；

② 在求解彈窗中，定義輸出名稱及求解模型，點擊求解提交計算。

圖3-4 求解

后處理

1）云圖查看

① 求解完成后，軟件自動導入結果；

②  a.在視口區左側選擇S及其下Mises；b.視口區下側選擇相應幀，c.默認變形系數，進行應力云圖查看；

③ a.在視口區左側選擇U及其下Magnitude；b.視口區下側選擇相應幀，c.默認變形系數，進行位移云圖查看。

圖4-1  應力云圖

圖4-2  位移云圖

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