圓筒的案例
自主CAE | 基于PERA SIM的外壓薄壁圓筒特征值屈曲分析
本文借助結構有限元軟件中的屈曲分析模塊完成了外壓薄壁圓筒特征值屈曲分析，展現了軟件豐富的操作功能，并且與國際成熟軟件的計算結果對比，驗證了計算的準確性，為學者和工程師提供了特征值屈曲分析的一種新方法。
圖1 失穩的容器
2. 外壓容器的失穩
圓筒受到外壓作用后，在筒壁內將產生徑向和環向應力，其值與內壓圓筒一樣。它的強度破壞形式也一樣。但外壓圓筒壁內的壓縮應力經常是當其數值還遠遠低于材料的屈服極限時，筒體就已經被壓癟或發生皺褶，在一瞬間失去自身原來的形狀。
圓筒按失穩形式可進行如下分類：整體失穩和局部失穩。其中整體失穩根據方向性又分為側向失穩和軸向失穩。
周向失穩：圓筒由于均勻經向外壓引起的失穩叫周（側）向失穩。其形狀見圖2，其波數n可以為2，3，4……
軸向失穩：如果一個薄壁圓筒承受軸向外壓，當載荷達到某一數值時，也就喪失穩定性，但在失去穩定時，它仍然具有圓形的環截面，只是破壞了母線的直線性，母線產生了波形，即圓筒發生了皺褶，如圖3所示。
局部失穩：除以上兩種失穩外的失穩稱局部失穩。
圖2 圓筒側向失穩后的形狀
圖3 圓筒側向失穩后的形狀
2.1 臨界壓力
導致筒體失穩的壓力稱為該筒體的臨界壓力，以Pcr表示。筒體在Pcr作用下，筒壁內存在的壓應力稱為臨界應力，以σcr表示。
2.2 長、短圓筒和剛性圓筒
1）長圓筒：L/Do和Do/t較大時，其中間部分將不受兩端約束或剛性構件的支承作用，殼體剛性較差，失穩時呈現兩個波，n=2。
展開 帶凸緣的圓筒沖壓件的拉伸工藝
帶凸緣的圓筒沖壓拉伸件包含窄凸緣圓筒拉伸件和寬凸緣圓筒沖壓拉伸件；
窄凸緣圓筒沖壓件是凸緣寬度很小的拉伸件，這類零件在多次拉伸時，由于凸緣很窄，可以先按照無凸緣圓筒沖壓件進行拉伸，然后再最后一道工序用整形的方法壓成所要求的窄凸緣形狀，
為了使凸緣比較好成形，在拉伸的最后兩道工序可以采用錐形凹模和錐形壓料圈進行拉伸，留出錐形凸緣，這樣整形時可以減小凸緣區切向的拉伸變形，對防止外緣開裂有利；
寬凸緣圓筒沖壓件的拉伸，寬凸緣圓筒沖壓件需要多次拉伸時，第一 次拉伸就必須使凸緣尺寸等于拉伸件的凸緣尺寸，在下面各次拉伸時凸緣尺寸保持不變，僅僅依靠筒形部分的材料轉移來達
到拉伸件尺寸，因為在以后的拉伸工序中，即使凸緣部分產生很小的變形，也會使筒壁傳力區產生很大的拉應力，從而使底部危險斷面拉裂。
寬凸緣圓筒沖壓件需要多次拉伸，其拉伸方法有兩種；
通過多次拉伸，逐漸縮小筒形部分直徑和增加其高度，這種拉伸方法是直接采用圓筒沖壓件的多次拉伸方法，通過每次拉伸逐次縮小直徑，來增加高度，每次拉伸的凸緣圓角半徑和底部圓角半徑不變或逐次減小；但這種方法也多少有點缺陷，所拉成的沖壓件表面質量不高，直壁和凸緣上保留著圓角彎曲和局部變薄的痕跡，還要在后期增加整形工序，適用于材料較薄，高度大于直徑的中小型帶凸緣圓筒形沖壓件；
采用高度不變法，就是首次拉伸盡可能取較大的凸緣圓角半徑和底部圓角半徑，高度基本拉到沖壓件要求的尺寸，以后各次拉伸是只要減小圓角半徑和筒形部分直徑，其高度基本不會變化，這種方法由于拉深過程中變形區材料所受到的折彎比較輕，所以拉成的零件表面較光滑，沒有折痕。適用于坯料比較厚，大圓角過渡不易起皺的零件。
文章推薦：五金沖壓件模具成本怎么計算?
展開 怎么推算圓筒形五金拉深件的拉深次數
圓筒形拉深件就是需要拉深幾次方能成形。圓筒形需要的拉深次數可以用推算法來算出。下面我們來看下圓筒形拉深件拉深次數是是怎么推算出來的。其具體的推算過程如下：
先根據t/D（t為坯料厚度，D為坯料直徑）和是否帶壓料圈的條件，查相對應的表（圓筒形件帶壓料圈持極限拉深系數表，和圓筒形件不用壓料圈的極限拉深系數表）得出其各次極限拉深系數［m1］、［m2］、［m3］...,然后從第一道工序開始依次算出各次拉深工序件直徑，即d1=［m1］D、d2=［m2］d1…dn=［mn］dn-1,直到dn≤d。即當計算所得直徑dn稍小于或等于拉深所要求的直徑d時，計算的次數即為拉深的次數。
展開 沖壓件加工廠對于階梯形圓筒狀五金件是怎么拉深加工的
階梯圓筒狀五金沖壓拉深件屬于沖壓件旋轉體拉深加工工藝范疇，這種階梯形圓筒狀沖壓件的拉深相當于圓筒件多次拉深的過渡狀態，毛坯變形區的應力狀態和圓形件相同。
階梯筒形件一次拉深的條件是：制件的總高度與最小直徑之比不超過帶凸緣圓筒形件首次拉深的允許相對高度。不符合上述條件的階梯筒形拉深件，則需采用多次拉深。
那么這種階梯形圓筒狀五金沖壓件多次拉深的工序是如何安排的呢，由五金沖壓廠家為你介紹。
1.在拉深件任意兩相鄰的直徑比都大于或等于相應圓筒形件的極限系數時，拉深次數與制件階梯數相等。其拉深方法是：由大直徑到小直徑逐次拉深，每次拉出一個臺階。
2.在階梯件某相鄰階梯的直徑比小于相應圓筒形件的極限拉深系數時，這兩個階梯的成形應按有凸緣件的拉深方法進行：就是先拉小直徑，再拉大直徑。
3.具有大直徑差的淺階梯拉深件，在其不能一次拉深成形時，應考慮先拉深成球面形狀或大圓筒形的過渡形狀再拉成所需的形狀，而最后工序則具有整形的性質。
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算例丨基于ABAQUS的復合材料薄壁圓筒屈曲分析
由屈曲載荷因子與臨界載荷的關系：
Pcr = λ ? p
當對薄壁圓筒施加 48.015N/mm 的邊載時，圓筒將屈曲失穩。對應的各階模態云圖如下所示：
模態1位移軸向和截面方向云圖
模態2位移軸向和截面方向云圖
模態3位移軸向和截面方向云圖
模態 4 位移軸向和截面方向云圖
模態 5 位移軸向和截面方向云圖
模態 6 位移軸向和截面方向云圖
圖 3-4 各階模態云圖
由上圖可以看出當施加一階模態的載荷時，圓筒已經屈曲失穩。所以保留一 階的臨界載荷更有現實意義。
4.總結
由算例的計算過程可以得到屈曲載荷因子的大小與劃分的網格數和網格類 型有關，網格劃分過小會導致計算步驟過多影響計算速度甚至無法計算出結果， 網格過大導致結果不精確。所以在選擇網格時應選擇適當選擇類型和大小。
文章來源：CAE仿真學社
展開 基于AQWA的圓筒型浮式防波堤波浪運動響應分析（上）
本浮式防波堤主體結構主要參數如表1;本圓筒型浮式防波堤模型如圖1;浮筒和橫撐幾何尺寸示意如圖2。
表1 浮式防波堤主要參數
參數
取值
參數
取值
浮體長/m
30
浮筒直徑/m
8
浮體高/m
8
橫撐寬度/m
2
浮體寬/m
20
X軸轉動慣量/(kg·m2)
1.47×108
設計吃水/m
4
Y軸轉動慣量/(kg·m2)
2.02×108
重量/N
1.78×106
Z軸轉動慣量/(kg·m2)
7.05×107
圖1 圓筒型防波堤模型
圖2 模型幾何尺寸(單位：m)
2.2 系泊系統設計
浮式防波堤常用的系泊形式有錨鏈錨泊和垂直倒樁錨泊，其中錨鏈錨泊又分為懸鏈線式、張緊式、半張緊式等不同類型[16]16]。筆者所研究的圓筒型浮式防波堤工作海域水深擬定為60 m,屬于淺海水域。依據大量工程實例，懸鏈線式的系泊方式適用于淺水作業海域，故文中采取6根系泊纜索的懸鏈線式系泊方式。系泊纜索采用150 m的布錨半徑，每根系泊纜采用材質為76 mm的單一鋼芯鋼纜，纜繩具體參數如表2。系泊系統中單個錨鏈總長為150 m,拖地長度為50 m,將導纜孔設計在浮體兩側設計吃水線處，本圓筒型浮式防波堤具體的錨鏈編號與錨泊布置如圖3。
展開 hypermesh劃分長管薄壁圓筒
劃分長管薄壁圓筒前要確定幾何劃分，否則容易事倍功半 1，零件結合處要進行切分，對兩邊網格的一對一接觸做準備 2，可以在接觸的地方作一個實心圓柱體，切割面或者題更方便 3，切割圓時，圓一定要是兩條半圓弧線組成，否則圓筒會自動劃分為一個圓面 第一、二張圖是正確切割 第三、四張圖是錯誤切割，且自動將圓筒生成了圓面
圓筒式，螺旋式，交叉式和盤式繞組...
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芯式變壓器使用的繞組類型
圓筒式繞組
這些繞組是分層繞組，并使用圖（a）和（b）所示的矩形或圓形導體。導體纏繞在圖（c）所示的扁平側，纏繞在圖（d）的肋側。
圓筒式繞組
圓筒式繞組的用途
圓柱形繞組是低壓繞組，對于600-750kVA容量，使用的最高電壓6.6 kV，額定電流在10至600 A之間。
多層繞組
圓筒式繞組經常使用多層繞組形式。使用兩層扁平導體，因為它易于固定引出端。油管將繞組的各層分開，這種布置有助于通過繞組中的油循環進行冷卻。
使用圓形導體的圓筒式繞組
在多層圓柱形繞線，我使用圓形導體纏繞在垂直條來改善冷卻條件。這種布置產生的油管道方便更好的散熱。使用這種類型的繞組來提供高達33 kV，800 kVA的高壓額定值以及高達80A的額定電流，所用的裸導體的最大直徑為4mm。
螺旋繞組
使用螺旋繞組的低電壓、高容量的變壓器，其中電流較高，同時繞組匝數較小。變壓器的輸出在0.23~15 kV范圍內，從160~1000 kVA不等。為了確保足夠的機械強度，帶材的橫截面面積不得小于75-100毫米見方。平行構成導體的最大條帶數為16。
共有三種類型：
? 單螺旋繞組
? 雙螺旋繞組
? 盤式螺旋繞組
單螺旋繞組包括沿具有傾斜度的螺旋線在軸向上纏繞。每個繞組中只有一層匝。雙螺旋繞組的優點是可以減少導體中的渦流損耗。
展開 盒形拉深件與直壁圓筒形件拉深有何不同
五金沖壓件廠加工拉深件，除了較為常見的直壁圓筒形拉深件，盒形拉深件也是其中的一種。
盒形件屬于非軸對稱零件，它包括方形盒件，矩形盒件和?圓形盒件等。盒形件可以認為是由四個轉角部分和四條直邊組成，其拉深變形可以看作是轉角部分相當于圓形零件的拉深，而直邊部分相當于變曲變形。
盒形件的壓變形性質與常規的直壁圓筒件有相同之處亦有不同之處。相同之處是在變形區都是在徑向拉應力與切拉應力的作用下產生拉深變形，而存在著變形區產生的拉應力與傳力區的承載能力之間的關系問題；不同之處是盒形件的應力狀態和所產生的拉深變形在周邊上的分布是不均勻的，由此而引起一系列和圓筒形拉深件成形不同的特點。
根據盒形件能否一次拉深成形將盒形件分為兩類：凡是能一次接深成形的盒形件稱為低盒形件；凡是需經多次拉深才能成形的盒形件稱為高盒形件。兩類盒形件拉深時的變形特點是有差別的，因此其工藝過程的設計和模具設計中需要解決的問題和方法也不盡相同。
展開 ABAQUS中如何讓一個圓筒在旋轉過程中其內壁發生變形
各位大佬，我設置圓筒旋轉方法是通過建立圓筒內壁表面和參考點的耦合約束實現的，但是這樣會導致內壁的剛度增加，無法發生變形，請問這該怎么解決呢
ANSYS workbench 圓筒線性屈曲分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習圓筒三維模型的處理
2、學習線性屈曲分析步的建立
3、學習線性屈曲分析的邊界條件的施加
4、學習線性屈曲分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 圓筒線性屈曲分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
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圓筒U型管網格劃分
分塊要點：
１.Ｃ型結構的剖分，選擇哪些面和塊；
２.切塊之前最好把大圓筒的面和塊的面關聯好，這樣后期關聯會很方便，調節 節點也會很好；
３.如果想把質量提上去，可以對Ｕ型管的塊進行多次切分;
4.對大圓筒進行O型剖分的時候要選擇整個端面的小面，包括小管的端面也要選擇，為什么要選擇，自己體會；
5.想想如果開始不在U型管的那里切一刀會怎么樣？
u-pipe.rar
教程
CFX模擬加熱圓筒周圍的流動案例 ￥5
CFX模擬加熱圓筒周圍的流動案例
file.cfx
長期以來關于大開孔邊緣彎曲應力的疑惑？性質和評定究竟該如何確定？
“圓筒曲率影響”觀點：
該觀點認為當圓筒體上接管開孔率較小時，孔邊緣只有薄膜應力而無彎曲應力，而開孔率較大后（＞0.5），接管開孔會跨越較大的筒體圓周，使開孔位于“曲板”上，受圓筒曲率的影響會產生很大的彎曲應力，故稱為“圓筒曲率影響”觀點。
2.“變形協調”觀點：
該觀點認為由于圓筒體和接管在載荷作用下自由變形不同，為滿足變形協調，在連接部位會產生較大的邊界力（剪力和彎矩），由此引起較大的彎曲應力，方向為沿圓筒和接管的軸向。由于這種應力是為滿足變形協調而產生的，具有自限性，故可歸為二次應力。
3.“靜力平衡”觀點：
該觀點首次見諸于ASME Ⅷ-1-2004版，認為圓筒體大開孔接管區域破壞了開孔區的軸對稱性，使得內壓作用狀態發生變化引起沿圓筒方向的環向彎矩（pR3/6）并產生彎曲應力，且明確了此彎曲應力性質為一次應力，方向沿圓筒的環向，同時給出了按此環向彎矩計算此彎曲應力的方法。由有限元分析的變形圖（如下圖1）顯示：圓筒體上接管部位的形狀由圓趨扁，可證實上述彎矩的存在；由一系列算例表明，此彎曲應力的數值可與孔邊的局部薄膜應力相當，確證了考慮此彎曲應力的必要性。但此彎矩計算公式pR3/6，尚未明確。
圖1 圓筒變形示意圖
ASME標準提出的這一孔邊彎矩，是開孔補強計算中的一個突破，引起了各國學者的重視和關注，國內學者對此彎矩的由來也進行了多番考證，當然也有質疑聲的存在，但最終一致認同了此彎矩的必要性和正確性。
4.“等值拉壓開孔平板孔邊彎曲應力”觀點：
該觀點是根據有限元分析結果所揭示的孔邊緣應力分布情況并由國內學者提出和進一步驗證的，該觀點認為開孔邊緣不僅有ASME指出的繞圓筒母線方向的環向彎矩，同時還存在與該彎矩正交的、數量級相當的繞接管母線方向的另一彎矩，且進一步的研究表明此彎曲應力也為一次應力并沿接管（或筒體）環向。
展開 LS-DYNA層合圓筒軸向壓縮有限元仿真 ￥100
LS-DYNA層合圓筒軸向壓縮有限元仿真
