ansys橢圓
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys橢圓的視頻教程
基于ANSYS workbench2023R1 熱結(jié)構(gòu)耦合隨機半橢圓裂紋
基于ANSYS workbench2023R1 熱結(jié)構(gòu)耦合隨機半橢圓裂紋，只能支持順序耦合
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ansys橢圓的實例教程
一創(chuàng)建橢圓:
1. 利用CSWPLA 命令（或GUI：Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin）在工作平面的原點建立一個橢圓坐標(biāo)系，即局部柱坐標(biāo)系的PAR不等于1（PAR1定義Y軸半徑與X軸半徑之比）
2. 在新的局部橢圓坐標(biāo)系創(chuàng)建兩個關(guān)鍵點（這兩個關(guān)鍵點為橢圓長軸的兩個端點）
3. 在新的局部橢圓坐標(biāo)系創(chuàng)建一條線。此即橢圓的上一半。
4. 激活坐標(biāo)系改變到總體笛卡爾坐標(biāo)系，沿其對稱軸進(jìn)行反射生成橢圓的下一半。
！以下是示例的命令流：
CSWPLA,11,1,0.5,1,
/PREP7
K,1,-.5,,,
K,2,0.5,,,
L, 1, 2
CSYS,0
LSYMM,Y,1, , , ,0,0
LPLOT
SAVE
如何創(chuàng)建橢圓與橢球
創(chuàng)建橢球:
1. 如上面步驟1創(chuàng)建一個橢圓坐標(biāo)系。
2. 在新的局部橢圓坐標(biāo)系創(chuàng)建兩個關(guān)鍵點。
3. 在新的局部橢圓坐標(biāo)系創(chuàng)建一條線。此即橢圓的上一半。
4. 激活坐標(biāo)系改變到總體笛卡爾坐標(biāo)系。將此線沿其軸旋轉(zhuǎn)生成橢球的表面。
！以下是示例的命令流：
CSWPLA,11,1,0.5,1,
/PREP7
SAVE
K,1,-.5,,,
K,2,0.5,,,
L, 1, 2
CSYS,1
AROTAT,1, , , , , ,2, ,360, ,
APLOT
va,all
save
只要你改變a,b,N的值，就會畫出不同的橢圓。
! where x**2/a**2 + y**2/b**2 = 1
! and the whole elliptic arc is divided into N parts
! equally by the angle at origin
!
展開 1 問題描述
某鍋爐廠的出力為3t/h的臥式鍋殼蒸汽鍋爐，鍋殼上部開有320mmX420mm的內(nèi)閉式橢圓人孔。人孔結(jié)構(gòu)及尺寸簡圖見圖1。
圖1 人孔結(jié)構(gòu)簡圖
人孔頸（加強圈）、人孔蓋及鍋殼均采用20g材料制成。鍋爐額定溫度204℃，額定壓力為1.6MPa。分析中采用的材料參數(shù)見表1.
表1 計算參數(shù)匯總表
2 分析過程
取人孔的1/4及鍋殼建立三維分析模型。由于鍋殼直徑與人孔幾何尺寸相比很大，因此沿鍋殼環(huán)向僅取90°進(jìn)行分析。鍋殼軸向取用長度為1m。由于人孔螺栓僅在預(yù)緊時起作用，隨著內(nèi)壓力的增加，螺栓的拉力下降，影響也隨之減弱，而且螺栓的橫截面積與人孔頸橫截面積相比應(yīng)為小量，因此模型中予以忽略。
模型位移邊界條件容易得到。對稱面施加無摩擦約束，遠(yuǎn)離人孔的鍋殼橫向剖面上作用有均布拉力，為-50.803MPa；同時模型承受內(nèi)壓載荷1.6MPa。
采用較粗糙的網(wǎng)格模量，總共11092個節(jié)點，1830個單元，最大偏度為0.59，平均偏度為0.08。
圖2 模型網(wǎng)格
圖3 邊界條件
人孔墊片在人孔組件中不僅起到密封作用，還有一個重要作用就是將人孔蓋正面的介質(zhì)壓力傳遞到人孔加強圈上。墊片材料通常采用石棉板或橡膠石棉板，但其力學(xué)性能數(shù)據(jù)很難得到，因此分析模型中將墊片做簡化處理，取很小的彈性模量，本例子取0.1MPa。
圖4給出了墊片傳遞面力的大小。如果墊片壓力為均均分布，容易計算出均布壓力理論值為8.492MPa。從圖4看，壓力分布還是比較均布的，大部分壓力值都在8.5MPa附近，負(fù)值代表墊片受力方向。
3 結(jié)果討論
圖5給出了人孔應(yīng)力強度分布，可見，應(yīng)力最大值位置出現(xiàn)在人孔加強圈與鍋殼相貫位置短軸端部內(nèi)側(cè)。最大應(yīng)力值為240.36MPa。
展開 基本模型如下，在綠色表面分別建立半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)和隨機裂紋(Arbitrary Crack)進(jìn)行計算：
一、半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)
1、建立局部坐標(biāo)系如下圖，注意x軸指向裂紋深度方向，z軸指向裂紋長度方向：
2、添加半橢圓裂紋
選中Model單擊工具欄Fracture即可添加裂紋功能如下圖：
右擊Fracture->Insert->選擇Semi-Elliptical Crack添加半橢圓裂紋如下圖：
3、半橢圓裂紋參數(shù)設(shè)置及說明
4、網(wǎng)格設(shè)置及劃分
單元階數(shù)設(shè)置為二階如下圖：
單元形狀設(shè)置為四面體如下圖：
右擊選擇Generate All Crack Meshes生成網(wǎng)格如下圖：
5、加載
底面施加固定約束，頂面施加拉力10000N如下圖：
6、查看計算結(jié)果
除查看變形、應(yīng)力等結(jié)果外，可以添加Fracture Tool查看裂紋尖端強度因子如下圖：
Fracture Tool選擇Semi-Elliptical Crack如下圖：
應(yīng)力強度因子結(jié)果如下圖：
二、隨機裂紋(Arbitrary Crack)
1、建立裂紋體如下圖中Surface Body：
2、建立局部坐標(biāo)系如下圖，注意x軸指向裂紋深度方向，z軸指向裂紋長度方向：
3、添加隨機裂紋
隨機裂紋的形狀不固定，這里做成了長方形。
展開 
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ansys橢圓的最新內(nèi)容
基本模型如下，在綠色表面分別建立半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)和隨機裂紋(Arbitrary Crack)進(jìn)行計算：
一、半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)
1、建立局部坐標(biāo)系如下圖，注意x軸指向裂紋深度方向，z軸指向裂紋長度方向：
2、添加半橢圓裂紋
選中Model單擊工具欄Fracture即可添加裂紋功能如下圖
1 問題描述
某鍋爐廠的出力為3t/h的臥式鍋殼蒸汽鍋爐，鍋殼上部開有320mmX420mm的內(nèi)閉式橢圓人孔。人孔結(jié)構(gòu)及尺寸簡圖見圖1。
圖1 人孔結(jié)構(gòu)簡圖
人孔頸（加強圈）、人孔蓋及鍋殼均采用20g材料制成。鍋爐額定溫度204℃，額定壓力為1.6MPa。分析中采用的材料參數(shù)見表1.
表1 計算參數(shù)匯總表
2 分析過程
取人孔的1/4及鍋殼建立三維分析模型。由于鍋殼直徑與人孔幾何尺寸相比很大
一創(chuàng)建橢圓:
1. 利用CSWPLA 命令（或GUI：Utility Menu>WorkPlane>Local Coordinate Systems>Create Local CS>At WP Origin）在工作平面的原點建立一個橢圓坐標(biāo)系，即局部柱坐標(biāo)系的PAR不等于1（PAR1定義Y軸半徑與X軸半徑之比）
2. 在新的局部橢圓坐標(biāo)系創(chuàng)建兩個關(guān)鍵點（這兩個關(guān)鍵點為橢圓長軸的兩個端點）
3. 在新的局部橢圓坐標(biāo)系創(chuàng)建一條線
