4.5 实例——储液罐的载荷和约束施加_ANSYS 17.0中文版有限元分析从入门到精通-QQ阅读男生都市网

书名：ANSYS 17.0中文版有限元分析从入门到精通
作者名：CAD/CAM/CAE技术联盟编著
本章字数：1481字
更新时间：2020-11-28 15:08:25

4.5 实例——储液罐的载荷和约束施加

前面章节对轴承座和储液罐模型进行了网格划分，生成了可用于计算分析的有限元模型。接下来需要对有限元模型施加载荷和约束，以考察其对于载荷作用的响应。

4.5.1 GUI方式

（1）打开上次保存的轴承座几何模型Tank.db文件。

（2）设定分析类型。执行主菜单中的Main Menu > Preprocessor > Loads > Analysis Type > New Analysis命令，弹出New Analysis对话框，如图4-13所示，系统默认是稳态分析，单击OK按钮。

图4-13 设定分析类型

（3）打开线、面编号控制器。执行实用菜单中的Utility Menu > PlotCtrls > Numbering命令，弹出Plot Numbering Controls对话框，选中LINE、AREA后面的复选框，将Off变为On。

（4）显示面。执行实用菜单中的Utility Menu > Plot > Areas命令。

（5）创建群组。把该储液罐内壁表面创建成一个群组，这样做的好处是便于接下来的载荷施加，对于复杂模型，这是一种常用的方法。

① 执行实用菜单中的Utility Menu > Select > Entities命令，弹出Select Entities对话框，如图4-14所示，在其中按如图4-14所示进行设置，然后单击OK按钮，弹出Select Areas拾取框，用鼠标拾取储液罐包括接管的内壁面，即编号为A65、A73、A51、A33、A101、A97、A116、A113、A106、A103、A117、A111、A93、A90、A81、A86、A77、A61、A26、A22、A75、A21、A59、A19、A70、A29、A54、A14的面，单击OK按钮。

图4-14 Select Entities对话框

② 显示面。执行实用菜单中的Utility Menu > Plot > Areas命令。

③ 执行实用菜单中的Utility Menu > Select > Comp/Assembly > Create Component命令，弹出Create Component对话框，如图4-15所示，在Entity Component is made of下拉列表框中选择Areas选项，在Cname Component name文本框中输入群组名A，单击OK按钮。一个面群组创建完毕。

图4-15 Create Component对话框

（6）显示面。执行实用菜单中的Utility Menu > Plot > Areas命令，可以看到创建的群组如图4-16所示。

图4-16 储液罐内壁面群组

（7）全选。执行实用菜单中的Utility Menu > Select > Everything命令，然后执行实用菜单中的Utility Menu > Plot > Volumes命令。

（8）施加约束条件。储液罐底部有裙座支撑，实际建立模型时并没有把裙座创建出来，因此在约束时只约束裙座与储液罐下封头相连接部位即可，在本例中约束下封头与筒体的共同的边界线。

执行主菜单中的Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > on Lines命令，弹出Apply U, ROT on Lines对话框，拾取底座底面的所有外边界线，即编号为L101、L79、L85、L93的线，单击OK按钮，弹出Apply U, ROT on Lines对话框，如图4-17所示。在Lab2后面的列表框中选择All DOF选项，即约束3个方向的自由度，单击OK按钮。

图4-17 Apply U, ROT on Lines对话框

（9）施加载荷。给储液罐内壁表面施加5.7MPa的设计压力。执行实用菜单中的Utility Menu >Select > Comp/Assembly > Select Comp/Assembly命令，弹出如图4-18所示的Select Component or Assembly对话框，单击OK按钮，再次弹出Select Component or Assembly对话框，如图4-19所示，其中只有一个群组A，单击OK按钮。

图4-18 Select Component or Assembly对话框（1）

图4-19 Select Component or Assembly对话框（2）

（10）显示面。执行实用菜单中的Utility Menu > Plot > Areas命令，此时刚刚创建的群组即显示出来。

（11）施加载荷。在储液罐内壁面施加设计压力。执行主菜单中的Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Areas命令，弹出Apply PRES on areas拾取框，单击Pick All按钮，弹出Apply PRES on areas对话框，如图4-20所示，在VALUE后面的文本框中输入“5.7E6”，单击OK按钮退出。

图4-20 Apply PRES on areas对话框

（12）关闭线、面编号控制器。执行实用菜单中的Utility Menu > PlotCtrls > Numbering命令，弹出Plot Numbering Controls对话框，选中LINE、AREA后面的复选框，将On变为Off。

（13）全选。执行实用菜单中的Utility Menu > Select > Everything命令，然后执行实用菜单中的Utility Menu > Plot > Volumes命令。

（14）用箭头显示压力值，具体方法参见4.3.1节第（8）步。约束和载荷施加完毕后，效果如图4-21所示。

图4-21 施加完约束和载荷的模型

（15）保存模型。单击ANSYS Toolbar工具条中的SAVE_DB按钮，保存文件。

4.5.2 命令流方式

    RESUME, Tank, db,
    /PREP7
    ANTYPE,0
    /PNUM, LINE,1
    /PNUM, AREA,1
    APLOT
    FLST,5,28,5, ORDE,28
    FITEM,5,65
    FITEM,5,73
    FITEM,5,51
    FITEM,5,33
    FITEM,5,101
    FITEM,5,97
    FITEM,5,116
    FITEM,5,113
    FITEM,5,106
    FITEM,5,103
    FITEM,5,117
    FITEM,5,111
    FITEM,5,93
    FITEM,5,90
    FITEM,5,81
    FITEM,5,86
    FITEM,5,77
    FITEM,5,61
    FITEM,5,26
    FITEM,5,22
    FITEM,5,75
    FITEM,5,21
    FITEM,5,59
    FITEM,5,19
    FITEM,5,70
    FITEM,5,29
    FITEM,5,54
    FITEM,5,14
    ASEL, S, , , P51X
    APLOT
    CM, A, AREA
    APLOT
    ALLSEL, ALL
    VPLOT
    FINISH
    /SOL
    FLST,2,4,4, ORDE,4
    FITEM,2,79
    FITEM,2,85
    FITEM,2,93
    FITEM,2,101
    DL, P51X, , ALL,
    CMSEL, S, A
    APLOT
    FLST,2,28,5, ORDE,28
    FITEM,2,14
    FITEM,2,19
    FITEM,2,21
    FITEM,2, -22
    FITEM,2,26
    FITEM,2,29
    FITEM,2,33
    FITEM,2,51
    FITEM,2,54
    FITEM,2,59
    FITEM,2,61
    FITEM,2,65
    FITEM,2,70
    FITEM,2,73
    FITEM,2,75
    FITEM,2,77
    FITEM,2,81
    FITEM,2,86
    FITEM,2,90
    FITEM,2,93
    FITEM,2,97
    FITEM,2,101
    FITEM,2,103
    FITEM,2,106
    FITEM,2,111
    FITEM,2,113
    FITEM,2,116
    FITEM,2, -117
    SFA, P51X,1, PRES,5.7E6
    /PNUM, LINE,0
    /PNUM, AREA,0
    ALLSEL, ALL
    VPLOT
    /PSF, PRES, NORM,2,0,1
    SAVE