ansys單位壓力的案例
（公益貼）一文輕松掌握ANSYS/ls-dyna中材料單位制問題及單位制任意更換
在進行數(shù)值模型建立的過程中，大家首先會想我建模應(yīng)該用什么單位制，材料單位制怎么確定，對于剛開始學有限元軟件的同學而言是一個比較頭疼的問題，我初學時也一樣，熟悉后就會對單位制會特別敏感，單位不統(tǒng)一就很快能發(fā)現(xiàn)?；谶@個問題，本文詳細給大家梳理ls-dyna中單位制的選擇原理，并教大家如何任意更換模型的單位制。常用單位制表如下。
1.確定模型分析類型，采用的材料本構(gòu)的類型。
對于所有模型而言，所有單位制其實都可以使用，前提是單位換算正確。但是對于金屬材料，其中存在溫度、比熱容等參數(shù)，大部分學者文獻常用的是mm ms kg GPa或mm s ton MPa單位。而對于爆炸沖擊、侵徹等案例來講，g cm Mbar（10的11次方pa）是文獻中常用的單位制，單位制的選擇基本上是看現(xiàn)有的案例中哪套用的多，我們就選哪套，這樣在引用參數(shù)的時候就不需要進行單位換算，避免計算出錯，如果計算過程中出現(xiàn)計算模型消失、計算時間加長、計算云圖沒反應(yīng)大概率是單位制不統(tǒng)一的問題。
2.模型建立時單位制選擇
軟件中是沒有選項去要求用哪套單位制，單位制在心中統(tǒng)一使用就行。比如模型實際長3.45m，這種小數(shù)點多的尺寸模型，我會選擇mm去建模，在模型中輸入3450就可以，寬1.52m就輸入1520。對于建模及網(wǎng)格劃分過程中而言，長度單位制可以選擇自己熟悉的、方便建模的那套，建模過程中不用糾結(jié)單位制是哪套，因為后期生成k文件后可以任意修改單位制。
3.模型單位制的確定
拿到一個案例k文件，如何去馬上確定模型是采用的哪套單位制。首先拿尺子量一下模型的尺寸，如下圖所示。
a．這是一個掏槽爆破局部模型，量出來是345，是不會顯示單位的，如果了解這個案例，可以馬上知道實際尺寸為3.45m，那么此刻模型的長度單位制就是（345）cm。
展開 ANSYS的單位
ANSYS 的單位制
ANSYS 軟件并沒有為分析指定系統(tǒng)單位，在結(jié)構(gòu)分析中，可以使用任何一套自封閉的單位制（所謂自封閉是指這些單位量綱之間可以互相推導(dǎo)得出），只要保證輸入的所有數(shù)據(jù)的單位都是正在使用的同一套單位制里的單位即可。
所有的單位基本上都與長度和力有關(guān)，因此可由長度、力和時間（秒）的量綱推出其它的量綱，下面列出常用輸入數(shù)據(jù)的量綱關(guān)系：
面積＝長度2 體積＝長度3
慣性矩＝長度4 應(yīng)力＝力/長度2
彈性模量（剪切模量）＝力/長度2 集中力＝力
線分布力＝力/長度 面分布力＝力/長度2
彎矩＝力×長度 重量＝力
容重＝力/長度3 質(zhì)量＝重量/重力加速度＝力×秒/長度2
重力加速度＝長度/秒2 密度＝容重/重力加速度＝力×秒/長度2 4
例如
長度單位為mm，力單位為N 時，得出的一套單位如下：
質(zhì)量＝重量/重力加速度＝力×秒/長度2
＝N×秒/mm＝（N×秒/m）×10 ＝kg×10 ＝Ton（噸）
應(yīng)力＝力/長度=N/mm ＝（N/m ）×10 ＝MPa
可以根據(jù)自己的需要由上面的量綱關(guān)系自行修改單位系統(tǒng)，只要保證自封閉即可。
展開 ANSYS中有關(guān)單位制的對應(yīng)詳情。
ANSYS中有關(guān)單位制的對應(yīng)詳情。
ansys/ls-dyna 單位制的轉(zhuǎn)換
ansys/ls-dyna 單位制的轉(zhuǎn)換
單位轉(zhuǎn)換.pdf
單位制.docx
Ansys單位統(tǒng)一和總結(jié)（原創(chuàng)）
單位正解（本人在百度空間里發(fā)過此帖）
只要保證輸入的所有數(shù)據(jù)的單位都是正在使用的同一套單位制里的單位即可。
所有的單位基本上都與長度和力有關(guān)，因此可由長度、力和時間（秒）的量綱推出其它的量綱，下面列出常用輸入數(shù)據(jù)的量綱關(guān)系：
面積＝長度^2
體積＝長度^3
慣性矩＝長度^4
應(yīng)力＝力/長度^2
彈性模量，剪切模量＝力/長度^2
集中力＝力
線分布力＝力/長度
面分布力＝力/長度^2
彎矩＝力×長度
重量＝力
容重＝力/長度^3
質(zhì)量＝重量/重力加速度＝力×秒^2/長度
重力加速度＝長度/秒^2
密度＝容重/重力加速度＝力×秒^2/長度^4
例如長度單位為mm，力單位為N，時間為秒時，得出的一套單位如下：
1.質(zhì)量 ＝重量/重力加速度＝力×秒^2 /長度
把m轉(zhuǎn)成毫米得：N×秒^2/mm＝10^3×N×秒^2/m＝10^3×kg＝Ton（噸）
2.應(yīng)力 ＝力/長度^2
N/mm^2=
10^6*N/m^2＝10^6*Pa=MPa
3.彈性模量，剪切模量＝力/長度^2
N/mm^2=
10^6*N/m^2＝10^6*Pa=MPa
4.密度＝容重/重力加速度＝力×秒^2/長度^4
N×秒^2/mm^4＝10^12×N×秒^2/m^4
由于密度通用為kg/m^3, N=kg*m/秒.^2
N×秒^2/mm^4＝10^12×N×秒^2/m^4=10^12*kg/m^3=噸/mm^3
所以輸入密度時，就應(yīng)該把kg/m^3,換成多少噸/mm^3 ??！
5.
重力加速度＝長度/秒^2=9800mm/秒.^2
展開 ANSYS workbench 循環(huán)對稱壓力容器靜力分析 ￥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、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
3、學習壓力容器分析的載荷施加
4、學習壓力容器對稱循環(huán)約束的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ANSYS workbench 壓力容器分析 ￥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、學習壓力容器的三維模型處理
2、學習壓力容器相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學習壓力容器分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力容器分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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ansys beam189 壓力加載
對于ansys中梁如何施加壓力載荷，我給出了方法，見附件，個人原創(chuàng)，非轉(zhuǎn)載
beam189 壓力加載pdf.pdf
ANSYS workbench壓力管道螺栓連接分析 ￥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、學習壓力管道的三維模型處理
2、學習螺栓連接非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學習非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學習螺栓連接非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 壓力管道螺栓連接分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
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Ansys在壓力容器行業(yè)的典型應(yīng)用（上）
壓力密封提高安全性
? 設(shè)計中的難點
‐ 井下操作一般是在高溫高壓性進行，如何在高壓情況下（15~20kpsi）提高井的密封性是工程師關(guān)注的問題
‐ 在密封時涉及彈性體和金屬密封件的大非線性變形
‐ 磨損后在流體壓力過高的情況下容易產(chǎn)生泄露
? Ansys技術(shù)方案
‐ 通過Ansys Mechanical強大的非線性結(jié)構(gòu)求解器來了解密封壓力，從而改進高溫、高壓下密封設(shè)計；通過接觸進行流體壓力泄漏研究，能有效防止因漏油引起的大規(guī)模環(huán)境災(zāi)害
‐ 通過Ansys CFD預(yù)測泄露物的擴散
? 推薦Ansys模塊
‐ Ansys Mechanical Enterprise + Ansys CFD Premium
螺栓
? 設(shè)計中的難點
- 螺栓連接的準確評估對于確保承壓和承重組件的可靠運行至關(guān)重要
? Ansys技術(shù)方案
‐ 基于Ansys結(jié)構(gòu)仿真可以可以進行幾何非線性仿真，進行螺栓預(yù)緊工具設(shè)計，實現(xiàn)多步分析
‐ 更好地了解由于組裝和服務(wù)中加載而產(chǎn)生的連接行為
‐ 失效模式預(yù)測和評估
‐ 洞察超出設(shè)計條件的行為
? 推薦Ansys模塊
‐ Ansys Mechanical Enterprise
法蘭連接接觸分析
輸入條件
模型幾何參數(shù)、螺栓預(yù)緊力、內(nèi)壓
仿真流程
結(jié)果與效果
緊固件承載情況，法蘭應(yīng)力水平等
壓力容器法蘭螺栓螺紋疲勞壽命分析
輸入條件
壓力容器法蘭及連接螺栓在40種壓力工況和40種溫度工況下，考慮螺栓預(yù)緊力以及各部件之間的接觸，進行非線性熱-結(jié)構(gòu)耦合應(yīng)力分析。
展開 ANSYS壓力容器應(yīng)力分析報告
ANSYS壓力容器應(yīng)力分析報告
一. 設(shè)計分析依據(jù)
（1）《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》
（2）JB4732-1995《鋼制壓力容器——分析設(shè)計標準》（2005 確認版）
1.1 設(shè)計參數(shù)
表1 設(shè)備基本設(shè)計參數(shù)
1.2 計算及評定條件
(1) 靜強度計算條件
表2 設(shè)備載荷參數(shù)
注：在計算包括二次應(yīng)力強度的組合應(yīng)力強度時，應(yīng)選用工作載荷進行計算，本報告中分別選用設(shè)計載荷進行進行計算，故采用設(shè)計載荷進行強度分析結(jié)果是偏安全的。
(2) 材料性能參數(shù)
材料性能參數(shù)見表3，其中彈性模量取自JB4732-95 表G-5，泊松比根據(jù)JB4732-95 的公式（5-1）計算得到，設(shè)計應(yīng)力強度分別根據(jù)JB4732-95 的表6-2 和表6-6 確定。
表3 材料性能參數(shù)性能
(3) 疲勞計算條件
此設(shè)備接管a、c 上存在彎矩，接管載荷數(shù)據(jù)如表4 所示。
表4 接管載荷數(shù)據(jù)表
二. 結(jié)構(gòu)壁厚計算
按照靜載荷條件，根據(jù)JB4732-95 第七章（公式與圖號均為標準中的編號）確定設(shè)備各
元件壁厚，因介質(zhì)密度較小，不考慮介質(zhì)靜壓，同時忽略設(shè)備自重。
1.筒體厚度
因Pc=2.97MPa<0.4KSm=0.4×1×134.8=53.92MPa，故選用JB4732-95 公式（7-1）計算筒體厚度：
3.開孔接管
接管開孔采用16MnⅡ厚壁管，結(jié)構(gòu)見總圖及零件圖，各開孔厚壁管有效尺寸如表5 所示：
表5 接管有效尺寸
三. 結(jié)構(gòu)有限元分析
按照JB4732-1995 進行分析，整個計算采用ANSYS軟件，建立有限元模型，對設(shè)備進行強度應(yīng)力分析。
3.1 有限元模型
(1)上封頭部分
根據(jù)上封頭的結(jié)構(gòu)特點和載荷特性，建立了1/2 上封頭的力學模型。
展開 
ANSYS在壓力容器行業(yè)的應(yīng)用-應(yīng)力強度分析
載荷
在有限元模型上施加以下載荷：
一、內(nèi)壓Pc：介質(zhì)接觸所有表面包括筒體、封頭、接管、法蘭內(nèi)表面及法蘭有效密封寬度面內(nèi)側(cè)承受內(nèi)壓Pc作用，各工況分別施加；
二、墊片壓緊力等效壓力PF：作用于接管法蘭墊片有效密封寬度面上的墊片壓緊力等效壓力PF，根據(jù)標準JB4732-1995式（D.4-2），有下列推導(dǎo)，各工況分別施加：
三、螺栓作用力等效壓力Pw：作用于接管法蘭螺栓圓作用面上（法蘭盤背面）的螺栓作用力等效壓力Pw，根據(jù)標準JB4732-1995式（D.4-5），有下列推導(dǎo)：
其中D1，D2為螺栓圓作用面的外徑和內(nèi)徑，三種工況分別施加；
圖3-設(shè)備邊界條件施加圖
圖4-設(shè)計工況載荷施加
應(yīng)力分析結(jié)果及評定
由于篇幅限制，操作工況及水壓試驗工況的結(jié)果及評定不在文中展示
應(yīng)力強度評定標準
根據(jù)JB4732-1995《鋼制壓力容器-分析設(shè)計標準》(2005年確認)進行應(yīng)力強度評定。使用應(yīng)力分類法進行應(yīng)力評定，應(yīng)力線性化路徑的選取原則是：通過分析構(gòu)件應(yīng)力強度最大節(jié)點、其它高應(yīng)力強度區(qū)選定節(jié)點及關(guān)注部位相應(yīng)節(jié)點，并沿壁厚方向的最短方向設(shè)定應(yīng)力線性化路徑。各模型的應(yīng)力線性化路徑示意圖均選取在設(shè)計工況應(yīng)力分布圖上標注，最終評定路徑的始終節(jié)點分別在三種工況應(yīng)力計算結(jié)果上選取。
展開 Ansys在壓力容器行業(yè)的典型應(yīng)用（下）
? Ansys技術(shù)方案
‐ 采用Ansys Mechanical對設(shè)備的強度進行評估
‐ Ansys ncode對設(shè)備的疲勞進行評估
? 推薦Ansys模塊
‐ Ansys Mechanical Enterprise + ncode
橢圓封頭中心接管應(yīng)力分析
輸入條件
幾何模型、內(nèi)壓、彎矩、接管端部軸向平衡拉力
仿真流程
結(jié)果與效果
?得到了在內(nèi)壓及接管彎矩共同作用下結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布及變形；
?按照JB4732-1995 《鋼制壓力容器- 分析設(shè)計標準》對封頭與接管連接焊縫處危險截面進行應(yīng)力強度評定，分析結(jié)果表明，強度滿足要求。
加壓氣瓶的跌落
輸入條件
幾何、材料數(shù)據(jù)、跌落高度、失效條件
輸出
預(yù)應(yīng)力結(jié)果
跌落評估
壓力管道流體-結(jié)構(gòu)-熱耦合及線性化評定分析
輸入條件
壓力管道幾何模型、入口介質(zhì)流速/溫度、對流系數(shù)、螺栓預(yù)緊力、內(nèi)壓
仿真流程
結(jié)果與效果
?通過熱流體流體特性，計算得到管道溫度分布、熱應(yīng)力與機械應(yīng)力綜合分布及熱變形，從而對管道危險截面進行線性應(yīng)力評定分析
壓力容器尺寸優(yōu)化分析
輸入條件
壓力容器三維幾何模型，材料參數(shù)，載荷及約束條件，接觸連接關(guān)系。
仿真流程
結(jié)果與效果
?分析各設(shè)計變量對輸出參數(shù)的影響趨勢，為壓力容器設(shè)計提供技術(shù)支持。
?通過優(yōu)化分析可以方便地實現(xiàn)設(shè)計方案修改、多方案對比和優(yōu)化設(shè)計，使壓力容器設(shè)計在滿足強度和有限元壽命的前提下進行輕量化設(shè)計。
球罐動力學分析
輸入條件
球罐三維幾何模型、廠房內(nèi)部構(gòu)件樓板響應(yīng)譜轉(zhuǎn)換為人工擬合時程、接觸連接關(guān)系。
展開 基于 ANSYS 的壓力容器可靠性分析
因此，ANSYS 已成為現(xiàn)在國際上最為流行的有限元分析軟件，已經(jīng)被眾多的院校在進行可靠性分析教學中進行使用。而壓力容器具有非常多的類型。比如按照產(chǎn)品的品種進行劃分，其主要有反應(yīng)類型的壓力容器、換熱類型的壓力容器、分離類型的壓力容器、存儲類型的壓力容器等。壓力容器因為具有對安全性要求高的特點，因此對其可靠性進行科學、仔細的研究與分析就具有了非常重要的意義。而將 ANSYS 有限元軟件與壓力容器的可靠性分析進行結(jié)合，可以應(yīng)用 ANSYS 有限元軟件的網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)優(yōu)點，對于壓力容器的可靠性進行更加直觀性、科學性的分析，有利于我們對壓力容器的一些相關(guān)數(shù)據(jù)進行完整性的分析與求解，最終驗證壓力容器的可靠性。其中，基于 ANSYS在壓力容器可靠性設(shè)計，與一般機械產(chǎn)品的設(shè)計具有非常大的不同，其主要有以下三個特點。
第一，基于 ANSYS 的壓力容器其安全系數(shù)的取值不僅僅與可靠性設(shè)計中的應(yīng)力、強度均值有關(guān)，還與曲線的離散程度有關(guān)。而一般的機械性產(chǎn)品只需對可靠性設(shè)計中的應(yīng)力值、強度數(shù)值隨曲線的分布特點進行分析。從這一點來看，可靠性壓力容器設(shè)計中安全系數(shù)可以通過 ANSYS 有限元軟件中的函數(shù)在計算機中進行直觀化的展現(xiàn)，可以更為真實地反映出壓力容器的最真實狀態(tài)。
第二，壓力容器可靠性設(shè)計中對于強度的考慮隨時間的增長而減弱，導(dǎo)致可靠性的表達具有時間的限制。因此我們完全可以依據(jù)可靠性的設(shè)計來預(yù)測壓力容器的使用壽命。具體來講，壓力容器在經(jīng)過了多少小時后，其失效的概率是多少。
第三，壓力容器的可靠性設(shè)計與其周圍的環(huán)境條件具有非常大的關(guān)系。比如環(huán)境介質(zhì)、溫度的變化、沖擊振動等因素都對于壓力容器的可靠性設(shè)計起著非常重要的影響。其中對于分析壓力容器的可靠性，往往可以通過對其應(yīng)力值與強度值之間的關(guān)系進行分析與實現(xiàn)。比如：其強度值大于應(yīng)力值，表示該壓力容器具有可靠性的特點，它是在進行正常的工作。
展開 壓力容器ansys優(yōu)化設(shè)計
本書全面系統(tǒng)地反映了最優(yōu)化技術(shù)在壓力容器設(shè)計中的研究和應(yīng)用成果。內(nèi)容包括：最優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學基礎(chǔ)、一維搜索的最優(yōu)化方法、多維無約束的最優(yōu)化方法、多維約束最優(yōu)化方法、壓力容器優(yōu)化設(shè)計的特點與方法、中低壓容器的優(yōu)化設(shè)計、壓力儲罐的優(yōu)化設(shè)計、外壓容器的優(yōu)化設(shè)計、高壓容器的優(yōu)化設(shè)計、多層壓力容器的優(yōu)化設(shè)計、法蘭和封頭的優(yōu)化設(shè)計。本書注意優(yōu)化設(shè)計概念的解釋和方法的介紹，盡量避免繁雜的理論論證和數(shù)學推演，列舉了壓力容器的主要結(jié)構(gòu)和部件的優(yōu)化設(shè)計實例，實用性強，便于讀者參考借鑒。
壓力容器優(yōu)化設(shè)計.rar
展開 