ANSYS110疲劳分析实例2.docx
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ANSYS110疲劳分析实例2.docx
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ANSYS110疲劳分析实例2
ANSYS11.0疲劳分析实例2
!
***************环境设置***************/units,si
/title,Fatigueanalysisofcylinderwithflathead!
***************参数设定***************Di=1000!
筒体内径t=20!
筒体厚度
hc=nint(4*sqrt(Di/2*t)/10)*10!
模型中筒体长度tp=60!
平板封头厚度
r1=10!
平板封头外测过渡圆弧半径
r2=10!
平板封头内侧应力释放槽圆弧半径exx=2e5!
材料弹性模量mu=0.3!
材料泊松比p1=2!
最高工作压力p3=2.88!
水压试验压力
n1=2e4!
最高/最低压力循环次数n2=5!
水压试验次数!
***************前处理***************/prep7
et,1,82!
设定单元类型keyopt,1,3,1!
设定周对称选项mp,ex,1,exx!
定义材料弹性模量mp,nuxy,1,mu!
定义材料泊松比!
*******建立模型*******
k,1,0,0!
定义关键点k,2,Di/2+t,,
k,3,Di/2+t,-(tp+hc)k,4,Di/2,-(tp+hc)k,5,Di/2,-tp
k,6,Di/2-r2,-tp!
定义应力释放槽圆弧中心关键点k,7,0,-tp
l,1,2!
生成线l,2,3l,3,4l,4,5l,5,7l,7,1
LFILLT,1,2,r1!
生成外测过渡圆弧al,all!
生成子午面
CYL4,kx(6),ky(6),r2,180!
生成应力释放槽面域ASBA,1,2!
面相减wprot,,,90!
旋转工作平面wpoff,,,kx(6)-3*r2!
移动工作平面
asbw,all!
用工作平面切割子午面wprot,,90!
旋转工作平面
wpoff,,,tp+r2!
移动工作平面
asbw,all!
用工作平面切割子午面
esize,5!
设定单元尺寸
MSHKEY,1!
设定映射剖分amesh,1!
映射剖分面1amesh,3!
映射剖分面3esize,2!
设定单元尺寸
MSHKEY,0!
设定自由剖分amesh,4!
自由剖分面4fini!
退出前处理!
***************求解***************
/solu!
筒体端部施加轴向约束dl,3,,uy!
筒体端部施加轴向约束
dl,6,,symm!
平板封头对称面施加对称约束
time,1!
载荷步1
lsel,s,,,8!
选择内表面各线段lsel,a,,,11,13lsel,a,,,15
cm,lcom1,line!
生成内表面线组件SFL,all,PRES,p1,!
内表面施加内压alls!
全选solve!
求解
fini!
退出求解器!
***************后处理***************/post1!
进入后处理
FTSIZE,1,2,2,!
设定疲劳评定的位置数、事件数及载荷数
FP,1,1e1,2e1,5e1,1e2,2e2,5e2!
根据疲劳曲线输入S-N数据FP,7,1e3,2e3,5e3,1e4,2e4,5e4FP,13,1e5,2e5,5e5,1e6,,FP,19,,
FP,21,4000,2828,1897,1414,1069,724FP,27,572,441,331,262,214,159FP,33,138,114,93.1,86.2,,FP,39,,
!
******水压试验循环******
fs,4760,1,1,1,0,0,0,0,0,0!
储存节点4760对应其第一载荷的应力set,1,last!
读入第一载荷步数据
FSNODE,4760,1,2!
储存节点4760对应其第二载荷的应力fe,1,n2,p3/p1!
设定事件循环次数及载荷比例系数!
******最高/最低压力循环******
fs,4760,2,1,1,0,0,0,0,0,0!
储存节点4760对应其第一载荷的应力set,1,last!
读入第一载荷步数据
FSNODE,4760,2,2!
储存节点4760对应其第二载荷的应力FE,2,n1,1,!
设定事件循环次数及载荷比例系数FTCALC,1!
进行疲劳计算(并记录使用系数)fini
!
********设置环境变量***************/clear
/filn,E721A
/title,Fatigueanalysisofupperheadofadsorber/units,si!
采用国际单位制!
参数定义
Di=4400!
设备内径
tc=16!
筒体及封头壁厚
Hc=5*nint(sqrt(Di/2*tc)/10)*10!
模型中筒体长度(含封头直边高度)
dn1=630!
接管1外径dn2=530!
接管2外径dn3=426!
接管3外径
tn1=8!
接管1壁厚tn2=8!
接管2壁厚tn3=8!
接管3壁厚
ln1=350!
接管1外伸高度ln2=250!
接管2外伸高度ln3=200!
接管3外伸高度
x0=1000!
接管1,2径向位置
nt=2!
厚度方向剖分数
nme=30!
椭圆封头经向剖分数nh=20!
接管环向剖分数
p1=-0.1!
最低压力p2=0.25!
最高压力
pax11=-p1*dn1**2/((dn1+2*tn1)**2-dn1**2)!
最低压力下接管1端部轴向平衡面载荷pax12=-p1*dn2**2/((dn2+2*tn2)**2-dn2**2)!
最低压力下接管2端部轴向平衡面载荷pax13=-p1*dn3**2/((dn3+2*tn3)**2-dn3**2)!
最低压力下接管3端部轴向平衡面载荷pax21=-p2*dn1**2/((dn1+2*tn1)**2-dn1**2)!
最高压力下接管1端部轴向平衡面载荷pax22=-p2*dn2**2/((dn2+2*tn2)**2-dn2**2)!
最高压力下接管2端部轴向平衡面载荷pax23=-p2*dn3**2/((dn3+2*tn3)**2-dn3**2)!
最高压力下接管3端部轴向平衡面载荷!
*********前处理************
/PREP7
et,1,95!
定义单元类型
mp,ex,1,2e5!
定义材料的弹性模量mp,nuxy,1,0.3!
定义材料的泊松比
!
*********建立模型************
CSWPLA,11,1,0.5,1,!
定义椭圆坐标系K,1,-Di/2,,,!
定义椭圆的一个端点K,2,Di/2,,,!
定义椭圆的另一个端点L,1,2!
生成椭圆线
csys,0!
激活总体直角坐标系k,3,kx
(2)+tc,,!
定义封头壁厚关键点L,2,3!
生成封头壁厚线
ADRAG,2,,,,,,1!
由封头壁厚沿椭圆线生成椭圆面BLC4,dn3/2-tn3,,tn3,Di/4+tc+ln3,!
生成中心接管截面APTN,all!
面域互分adele,4,5,,1!
删除多余面
*GET,KPMAX,KP,,NUM,MAX!
提取最大节点号k,KPMAX+1,0,0,0!
生成中心线一个关键点k,KPMAX+2,0,hc,0!
生成中心线另一个关键点
VROTAT,ALL,,,,,,KPMAX+1,KPMAX+2!
旋转生成椭圆封头及中心接管NUMMRG,ALL,,,,LOW!
合并所有项NUMCMP,ALL!
压缩所有项
asel,s,loc,y,0!
选择椭圆封头端面
*GET,KPMAX,KP,,NUM,MAX!
提取最大节点号
k,KPMAX+1,0,0,0!
生成筒体中心线一个关键点k,KPMAX+2,0,-hc,0!
生成筒体中心线另一个关键点l,KPMAX+1,KPMAX+2!
生成筒体中心线VDRAG,all,,,,,,74!
生成筒体ldele,1,,,1!
删除多余线
alls!
全选
wprot,,-90!
旋转工作平面wprot,45!
旋转工作平面
*AFUN,deg!
设定角度单位为弧度ang1=acos(x0/Di*2)!
计算接管位置角fai=atan(1/2/tan(ang1))!
计算接管位置角y0=Di/4*sin(ang1)!
计算接管轴向位置
y0c=y0-x0/tan(fai)!
计算接管中心线与轴线交点
l0c=x0/sin(fai)!
计算接管沿中心线至与轴线交点的距离wpoff,,,y0c!
平移工作平面
wprot,,,-fai!
旋转工作平面
CYL4,,,dn1/2-tn1,,dn1/2,,l0c+tc+ln1!
生成接管1wprot,,,fai!
旋转工作平面wprot,,-fai,!
旋转工作平面wprot,90!
旋转工作平面CYL4,,,dn2/2-tn2,,dn2/2,,l0c+tc+ln2!
生成接管2wprot,-90!
旋转工作平面
wprot,,fai,!
旋转工作平面wpoff,,,-y0c+Di/10vsel,s,,,17,18,1vsbw,allvsel,r,loc,y,-hc*10,Di/10vdele,all,,,1
vsel,s,loc,y,0,hc*10vsel,r,loc,x,-Di,0VPTN,allvdele,23,24,,1vdele,17,18,,1
allsvsel,s,loc,x,-Di,0vsel,r,loc,z,0,Diwprot,,90,vsbw,all
vsel,s,loc,x,-Di,0vsel,r,loc,z,-Di,0wprot,,,90,vsbw,all
lsel,s,length,,0,tcLESIZE,all,,,nt,,,,,1vsel,s,loc,y,-hc,0vsweep,all
vsel,s,loc,x,0,Divsel,u,loc,y,-hc,0local,11,1,,,,,90aslvlslalsel,r,loc,x,dn3/2,Dilsel,u,loc,x,dn3/2!
平移工作平面!
选择接管1,2
!
用工作面切割接管1,2!
选择接管1,2多余部分!
删掉接管1,2多余部分!
选择接管1,2及封头相关部分
!
接管1,2及封头体互分!
删掉接管1,2多余部分!
删掉封头多余部分!
全选
选择接管1及其与中心接管、封头相关部分
!
旋转工作平面
!
切割接管1及其与中心接管、封头相关部分选择接管2及其与中心接管、封头相关部分
!
旋转工作平面
!
切割接管2及其与中心接管、封头相关部分!
选择厚度方向的线段!
设定厚度方向剖分数选择筒体!
剖分筒体!
选择x轴正向的部分封头及部分中心接管体素去掉筒体!
定义局部柱坐标!
按体选面!
按面选线
!
选择椭圆封头经线!
去掉接管线段
!
!
!
!
lsel,u,loc,z,0!
去掉筒体线段
LESIZE,all,,,nme,,,,,1!
设定椭圆封头经线剖分数
vsweep,all!
扫略剖分x轴正向的部分封头及部分中心接管
alls!
全选
lsel,s,loc,y,180!
选择180度位置线lsel,r,loc,x,dn3/2,Di!
再选中心接管以外线lsel,u,loc,x,dn3/2!
去掉接管线段lsel,u,loc,z,0,hc!
去掉筒体线段
LESIZE,all,,,nme,,,,,1
vsel,s,loc,x,0,dn3/2csys,0vsel,u,loc,x,0,Divsweep,all
lsel,s,radius,,dn1/2-tn1,dn1/2LESIZE,all,,,nh,,,,,1lsel,r,radius,,dn1/2-tn1asllvslaaslvvsweep,allcm,vcon1,volum
lsel,s,radius,,dn2/2-tn2,dn2/2LESIZE,all,,,nh,,,,,1lsel,r,radius,,dn2/2-tn2asllvslaaslvvsweep,allcm,vcon2,volum
lsel,s,radius,,dn1/2asllvslacmsel,u,vcon1vsweep,all
lsel,s,radius,,dn2/2asllvslacmsel,u,vcon2!
设定椭圆封头经线剖分数!
选择中心接管及其与封头相关区激活总体直角坐标系!
去掉x轴正向的部分
!
扫略剖分接管及其与封头相关区的x轴负向部分!
选择半径为接管1半径的线段设定接管1环向剖分数
!
选择半径为接管1内半径的线段!
按线选面!
按面选体!
按体选面!
剖分接管1
!
定义接管1为体组件vcon1!
选择半径为接管2半径的线段设定接管2环向剖分数
!
选择半径为接管2内半径的线段!
按线选面!
按面选体!
按体选面!
剖分接管2
!
定义接管2为体组件vcon2!
选择半径为接管1外半径的线段!
按线选面!
按面选体
!
去掉体组件vcon1
!
剖分接管1相关封头及相贯区!
选择半径为接管2外半径的线段!
按线选面!
按面选体
!
去掉体组件vcon2
!
!
!
vsweep,all!
剖分接管2相关封头及相贯区alls!
全选
fini!
退出前处理/solu!
进入求解器
csys,0!
激活总体直角坐标系asel,s,loc,y,-hc!
选择筒体端面da,all,uy!
约束轴向位移nsla,,1!
按面选节点
nsel,r,loc,x,0!
再选择x为0的节点d,all,ux!
约束x方向位移nsla,,1!
按面选节点
nsel,r,loc,z,0!
再选择z为0的节点d,all,uz!
约束z方向位移
!
*********以下选择内表面并设定为面组件*************alls
lsel,s,radius,,Di/2!
选择半径为筒体内半径的线段lsel,u,loc,y,-hc!
去掉筒体端部线段asll!
按线选面
asel,u,loc,y,0!
去掉厚度方向的面cm,acon,area!
定义面组件acon
lsel,s,radius,,dn3/2-tn3!
选择半径为接管3内半径的线段asll!
按线选面
asel,u,loc,y,ky(9)!
去掉厚度方向的面asel,u,loc,y,ky(13)!
去掉厚度方向的面cmsel,a,acon!
添加面组件aconcm,acon,area!
再定义面组件acon
lsel,s,radius,,dn1/2-tn1!
选择半径为接管1内半径的线段lsel,r,loc,y,ky(49),ky(50)!
再选择接管1端面线段asll!
按线选面
cm,acon0,area!
定义面组件acon0ksel,s,,,49!
选择关键点lslk!
按关键点选线
lsel,r,length,,tn1!
再选长度为接管1厚度的线段asll!
按线选面
cm,acon1,area!
定义面组件acon1cmsel,s,acon0!
选择面组件acon0
cmsel,u,acon1!
从面组件acon0中去掉面组件acon1cmsel,a,acon!
添加面组件aconcm,acon,area!
再定义面组件acon
lsel,s,radius,,dn2/2-tn2!
选择半径为接管2内半径的线段lsel,r,loc,y,ky(48),ky(45)!
再选择接管2端面线段
asll!
按线选面
cm,acon0,area!
定义面组件acon0ksel,s,,,46!
选择关键点lslk!
按关键点选线
lsel,r,length,,tn2!
再选长度为接管1厚度的线段asll!
按线选面
cm,acon1,area!
定义面组件acon1cmsel,s,acon0!
选择面组件acon0
cmsel,u,acon1!
从面组件acon0中去掉面组件acon1cmsel,a,acon!
添加面组件aconcm,acon,area!
再定义面组件acon
!
*********以下选择接管端面并设定为面组件*************
lsel,s,radius,,dn1/2-tn1!
选择半径为接管1内半径的线段asll!
按线选面
asel,r,loc,y,ky(59),ky(58)!
再选择接管1端面
cm,apax1,area!
定义接管1端面面组件apax1
lsel,s,radius,,dn2/2-tn2!
选择半径为接管2内半径的线段asll!
按线选面
asel,r,loc,y,ky(74),ky(75)!
再选择接管2端面
cm,apax2,area!
定义接管2端面面组件apax2
lsel,s,radius,,dn3/2-tn3!
选择半径为接管2内半径的线段asll!
按线选面
asel,r,loc,y,ky(9)!
再选择接管3端面
cm,apax3,area!
定义接管3端面面组件apax3!
*********以下选择外表面并设定为面组件*************
lsel,s,radius,,Di/2+tc!
选择半径为筒体外半径的线段lsel,u,loc,y,-hc!
去掉筒体端部线段asll!
按线选面
asel,u,loc,y,0!
去掉厚度方向的面cm,aouter,area!
定义面组件aouter
lsel,s,radius,,dn3/2!
选择半径为接管3外半径的线段lsel,r,loc,y,ky(9)!
再选接管3端部线段asll!
按线选面
asel,u,loc,y,ky(9)!
去掉厚度方向的面cmsel,a,aouter!
添加面组件aoutercm,aouter,area!
再定义面组件aouter
lsel,s,radius,,dn1/2!
选择半径为接管1外半径的线段lsel,r,loc,y,ky(55),ky(53)!
再选接管1端部线段asll!
按线选面
asel,u,loc,y,ky(55),ky(53)!
去掉厚度方向的面
cmsel,a,aouter!
添加面组件aoutercm,aouter,area!
再定义面组件aouter
lsel,s,radius,,dn2/2!
选择半径为接管2外半径的线段lsel,r,loc,y,ky(69),ky(71)!
再选接管2端部线段asll!
按线选面
asel,u,loc,y,ky(69),ky(71)!
去掉厚度方向的面cmsel,a,aouter!
添加面组件aoutercm,aouter,area!
再定义面组件aouter
time,1cmsel,s,apax1sfa,all,1,pres,pax21cmsel,s,apax2sfa,all,1,pres,pax22cmsel,s,apax3sfa,all,1,pres,pax23cmsel,s,aconsfa,all,1,pres,p2allssolvesave
time,2alls*****,all,1,prescmsel,s,apax1sfa,all,1,pres,pax11cmsel,s,apax2sfa,all,1,pres,pax12cmsel,s,apax3sfa,all,1,pres,pax13cmsel,s,aoutersfa,all,1,pres,p1allssolvesavefini!
******后处理***********
/post1LCDEF,1,1LCDEF,2,2LCASE,1LCOPER,sub,2*****,3第一载荷步对应最大工作压力!
选择面组件apax1
!
对接管1施加端部平衡面载荷!
选择面组件apax2
!
对接管2施加端部平衡面载荷!
选择面组件apax3
!
对接管3施加端部平衡面载荷!
选择面组件acon!
施加内压!
全选!
求解!
保存第一载荷步对应最低工作压力!
全选
!
删除所有面载荷!
选择面组件apax1
!
对接管1施加端部平衡面载荷!
选择面组件apax2
!
对接管2施加端部平衡面载荷!
选择面组件apax3
!
对接管3施加端部平衡面载荷!
选择面组件aouter!
施加外压!
全选!
求解!
保存
!
退出求解器进入后处理
!
定义第一载荷步为loadcase1!
定义第二载荷步为loadcase2!
读入loadcase1!
减去loadcase2
!
将计算结果存为loadcase3
!
!
!
PLNSOL,S,INT,0,1!
显示应力云图,读取最大应力强度范围PATH,a1,2!
设定路径
PPATH,1,*****!
设定路径第一个节点PPATH,2,*****!
设定路径第二个节点
PRSECT,,0!
读取PL+Pb+Q范围判断疲劳曲线类型fini/post1
!
*****进行疲劳分析
FTSIZE,1,1,2!
设定疲劳评定的位置数、事件数及载荷数!
*
FP,1,1e6,2e6,5e6,1e7,2e7,5e7FP,7,1e8,1e9,1e10,,,FP,13,,,,,,FP,19,,
FP,21,194,157,127,113,105,99FP,27,97,96,94,,,FP,33,,,,,,FP,39,,!
*
FL,1,*****,1.0,1.0,1.0,trySET,1,lastFSNODE,*****,1,1SET,2,lastFSNODE,*****,1,2!
FE,1,-1FE,1,3.88e5FTCALC,1,*****fini
!
根据疲劳曲线输入S-N数据!
定义疲劳分析参数!
读入第一载荷数据
!
计算并存储疲劳
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