ansys壓力仿真的案例
ANSYS培訓(xùn) | 壓力容器仿真技術(shù)實踐-【北京】
壓力容器仿真技術(shù)實踐-【北京】ANSYS線下研討會
時間地點
2019/11/15 09:00~17:00
北京市海淀區(qū)中關(guān)村融科資訊中心B座1509室
基于流體壓力的橡膠圈密封有限元仿真分析方法--ANSYS Workbench有限元分析方法--橡膠密封方法
2.網(wǎng)格在接觸位置加密，其余位置不用加密，網(wǎng)格如圖所示
這些參數(shù)在ANSYS Workbench中都有詳細的說明和設(shè)置方法，可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整。
五、結(jié)果展示
經(jīng)過模擬計算，我們得到了橡膠圈的位移結(jié)果圖。
從圖中可以清晰地看到橡膠圈在受到壓縮和流體壓力作用下的變形情況。這些結(jié)果為我們提供了寶貴的參考信息，有助于我們更好地理解和優(yōu)化橡膠圈密封的設(shè)計。
運動和壓縮變形效果
局部放大圖展示流體壓力的擠壓效果
六、總結(jié)與展望
通過ANSYS Workbench的有限元分析，我們成功地對橡膠圈密封進行了精確的模擬和計算。這不僅讓我們對橡膠圈密封的工作原理有了更深入的了解，還為我們提供了優(yōu)化設(shè)計的方向。在未來的工作中，我們將繼續(xù)利用這一強大的工具，為更多的工業(yè)設(shè)備提供可靠的密封解決方案。
微信公眾號：CAE_ANSYS
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如有項目合作歡迎聯(lián)系個人微信號 大龍貓：fwz0703 ，微信公眾號：CAE_ANSYS ，主要應(yīng)用方向為ANSYS Workbench界面下的各個模塊的使用.
展開 AMEsim柱塞泵仿真：低溫對恒壓式變量柱塞泵開啟壓力影響的仿真分析
由AMESim仿真模型可知，油液溫度下降，即油黏度增大時，液壓泵恒壓設(shè)定值會呈上升趨勢。
為驗證AMESim仿真模型的準(zhǔn)確性，搭建Fluent流場仿真模型，分別分析計算40℃和-40℃時，壓力油液對變量活塞的作用力變化情況。
3
流場仿真分析
3.1
流場仿真模型搭建
利用流場仿真軟件搭建液壓泵控制機構(gòu)流場仿真模型，計算不同溫度下變量活塞受力情況，模型見圖6。
圖6 液壓泵控制機構(gòu)流場仿真模型
3.2 仿真計算
以-40℃和40℃兩種溫度為例，分別計算油液黏度不同時，變量活塞推力的變化情況，計算結(jié)果如表2所示。
表2 不同黏度變量活塞推力的變化情況
計算結(jié)果表明，油液溫度（黏度）會影響變量活塞底部推力，即變量活塞底部推力在油液溫度低時較小，在油液溫度高時較大，差值為13 N。這就意味著，液壓泵在低溫時，變量活塞底部需要更大的力才能將泵斜盤推至零流量狀態(tài)。
液壓泵出口壓力油經(jīng)過控制閥節(jié)流作用后到達變量活塞底部，如果變量活塞底部的推力增加了，那必然是液壓泵出口壓力升高導(dǎo)致的結(jié)果。
展開 壓力容器泄露數(shù)值仿真 ￥1000
</p><p>本案例基于一恒壓的壓力容器模型，采用COMSOL軟件仿真了出現(xiàn)一處泄露點時的內(nèi)部氣體泄露過程，仿真結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/b2cff2a6780a4a67af4ffabf4c1885b5.gif" alt="Untitled-氣體泄露.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>壓力容器內(nèi)泄露流線變化</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/c96f591e7c5b41c3be12f6510e003b20.png" alt="m3.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>泄露位置處壓力容器的應(yīng)力分布</strong></p><p>感興趣的朋友可以下載模型源文件，歡迎交流合作</p>
展開 
ANSYS workbench 壓力容器分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)壓力容器的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)壓力容器相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)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 workbench 循環(huán)對稱壓力容器靜力分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)壓力容器的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)壓力容器分析的載荷施加
4、學(xué)習(xí)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壓力管道螺栓連接分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會得到什么：
1、學(xué)習(xí)壓力管道的三維模型處理
2、學(xué)習(xí)螺栓連接非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習(xí)非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習(xí)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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某空濾壓力損失仿真
某空濾壓力損失仿真
目的：對于給定的空氣濾清器模型，計算空濾總成內(nèi)部流動，分析壓降和流動狀態(tài)。
空濾原始模型、網(wǎng)格、參數(shù)
CAD model
-
有限體積法（FVM），三維模擬。 -
工具
FLUENT -
參考溫度： 20℃
原始模型計算結(jié)果
結(jié)論
原設(shè)計模型系統(tǒng)出口收縮較大、有急劇的轉(zhuǎn)彎，使得總壓降增大，下腔有渦旋，有待改進。
某空濾壓力損失仿真.ppt
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(zhǔn)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 沖壓工藝仿真中界面接觸壓力計算精度研究
同樣可以看出：模具網(wǎng)格大小對板料―凹模圓角區(qū)界面接觸壓力計算精度存在顯著的影響。網(wǎng)格劃分越小，精度越高，且呈現(xiàn)出隨著模具網(wǎng)格變大界面接觸壓力值也隨之減小的規(guī)律。
上述研究表明：凹模和板料網(wǎng)格大小都對板料―凹模圓角區(qū)界面接觸壓力有顯著影響，為此，在用工藝仿真結(jié)果預(yù)測模具表面磨損量時，應(yīng)該合理選擇凹模和板料網(wǎng)格尺寸。基于正交試驗方法，可以獲得的網(wǎng)格尺寸對板料―凹模圓角區(qū)界面接觸壓力有影響，如圖5所示，可以用于補償不同板料和模具網(wǎng)格尺寸條件下界面接觸壓力計算偏差。
圖4 模具網(wǎng)格大小對接觸壓力的影響
圖5 網(wǎng)格大小對接觸壓力的影響
積分點個數(shù)的影響
圖6是分別采用5、7、9個積分點條件下界面接觸壓力分布演化情況。從圖中我們可以看出：三種情況下板料―凹模圓角區(qū)界面接觸壓力仿真結(jié)果相差無幾，說明積分點個數(shù)對于界面接觸壓力仿真的精度幾乎沒有影響，缺省值5得到的仿真結(jié)果就已經(jīng)可以保證足夠的精度，這個積分點數(shù)值也是沖壓工藝過程仿真中的缺省值。這是因為積分點個數(shù)是殼單元厚度方向的積分，可指定為任意奇數(shù)，默認(rèn)數(shù)值為5。對于性質(zhì)均勻的殼單元，5個截面積分點已經(jīng)足夠處理大多數(shù)非線性問題了。因此，工程設(shè)計中可以不必考慮積分點這一參數(shù)，默認(rèn)值5就已經(jīng)能達到很好的仿真效果。
圖6 厚向積分點對界面接觸壓力的影響
虛擬速度的影響
在Dynaform中，分別采用2000mm/s、3000mm/s、4000mm/s、5000mm/s的虛擬沖壓速度進行工藝過程數(shù)值計算，得到的板料―凹模圓角區(qū)界面接觸壓力如圖7所示。從圖7中可以看出：仿真中虛擬沖壓速度對板料―凹模圓角區(qū)界面接觸壓力沒有顯著的影響。這主要是由于在Dynaform仿真中，板料沒有采用與相關(guān)材料本構(gòu)模型和熱力耦合沖壓過程數(shù)值仿真模型。
展開 設(shè)計仿真 | Marc 壓力容器應(yīng)力線性化的應(yīng)用方法
這個新插件是用戶插件菜單的子菜單結(jié)果的一部分，位置如下圖所示：
圖1 應(yīng)力線性化插件位置
應(yīng)力線性化是壓力容器分析中常用的一種技術(shù)。它通過等效薄膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力近似于貫穿厚度的應(yīng)力場（沿著應(yīng)力分類線（SCL）），另外，當(dāng)應(yīng)力作用在厚度方向的橫截面上（稱為應(yīng)力分類面（SCP））。仿真應(yīng)力數(shù)據(jù)根據(jù)美國機械工程學(xué)會（ASME）的指南進行應(yīng)力評估。
為了使用應(yīng)力線性化插件，必須在結(jié)果文件中提供應(yīng)力張量。用戶必須定義SCL的兩個端點，對于三維模型，還必須定義一個點來定義SCP，以及SCL上的采樣點數(shù)量。基于該輸入，在由SCL和SCP定義的局部坐標(biāo)系中的采樣點中計算應(yīng)力分量。通過路徑曲線，應(yīng)力分量被傳遞到Python腳本中，以計算等效的膜應(yīng)力和彎曲應(yīng)力分量，并生成數(shù)據(jù)及報告。
應(yīng)力線性化插件使用如下圖2所示的模型進行說明。該模型采用線性六面體單元，對容器截面的四分之一進行建模，材料為線性彈性，邊界條件包括對稱條件和壓力載荷，分析是小應(yīng)變分析。
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(biāo)準(zhǔn)》（2005 確認(rèn)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(biāo)準(zhǔn)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J(rèn)B4732-1995 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(xué)模型。
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(xué)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(xué)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 基于流體壓力的O型圈密封仿真 ￥5
探索超彈性材料的特性
? 增強對大非線性變形的理解
? 了解軸對稱建模的工作原理
? 了解流體滲透壓力的應(yīng)用
壓力容器內(nèi)的熱-流多物理場耦合數(shù)值仿真 ￥1000
<p>本案例建立了一壓力容器，考慮了兩種計算工況：（1）全開A口，關(guān)閉B口，關(guān)閉C口；（2）全開A口和B口，開放C口，容器內(nèi)的速度場、溫度場和壓力場的動態(tài)變化分布。仿真結(jié)果展示如下所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/342d08917781496b810f4fcd22fe8364.png" alt="m1.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>幾何模型</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif" title="Untitled1-速度.gif" alt="Untitled1-速度.gif" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202204/imgs/4f1eace9fa1d4d2fbe7753f109b4d5a9.gif?
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