yuun 发表于 2018-10-8 16:20:15

Ansys载荷的箭头方向是对的吗?

最近有一台矩形槽,今天它长这样。

https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicWmBwVqKdsmQTXKIqebdSibhibr2BvqKpPPHSbbSCoC44L4LzOIxGYVqg/640?wx_fmt=png
它设计压力为0.31MPa。设备大矩形从上到下不断缩小到一个小矩形,所以按照保守估计,矩形计算采用的尺寸均按照大矩形来计算。用SW6的非圆形容器计算了一下大致的厚度,由于耳座处的应力没有适用的模型。而且想知道一下整体的设计是不是有太大问题,所以需要分析一下。
分析壳体采用的是shell181全积分单元,加强角钢采用的是beam188单元。一切按部就班的进行。
建模:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbichHCraibj5wqnEEPUHrIGZvLWTcADgCcGTgnPtvf6Rrgyiaq2p3tXXdbg/640?wx_fmt=png
划分网格:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicn0BTichq4Et3DuWug1t7UibJIjU8Q4jFOicvwRut0AZwVsWJYMOVeLGzg/640?wx_fmt=png
检查一下面的方向,将面方向不合适的全部调整一下,选择面后areverse,all即可。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicsfVhF68glXq3ACDHEicygmoQDoxCia8BswiaEiav7gt0ojqAFxvmkyRPzw/640?wx_fmt=png
最后施加载荷和约束:

[*]支座底板固定约束。
[*]容器内部施加内压0.31MPa。
[*]最上部矩形线和最下部圆筒施加等效载荷。
[*]施加Z方向重力加速度以及xy方向的地震力,按重力加速的的0.05施加
[*]在重心处,用RBE3施加集中载荷。


一般在施加载荷的时候,会观察一下内压方向是不是正确。
这一观察不要紧,发现有3个面的面载荷的方向和面的法向方向不一致。如下图所示,被圈起来的3个面和其它的面不同。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicHCibbNxLO44T53tFO5AheWVj7V7HOhNTMcpDG74mC7q0PKz8CDiaaGvQ/640?wx_fmt=png
Only U,特立独行
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicOPoJLoibAYjTG53Py3CgYJAtgy0EUtEicbRFNwn8QYzLyK1aF1IicN2uQ/640?wx_fmt=png
怎么调整都无法将箭头翻转,只有一种方法,就是单独将这3个面的载荷定为负压。
看下图,载荷方向和面方向一致了。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicsLnuGia8ljMgjrctv5Y96aVPN6tDSRBNLkOILxEv55sCDIl1YwP2hPg/640?wx_fmt=png
求解一看:
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicR2HUtrpJBKV4wYDEGicUvsMI4ZqNllMYiaP4joEqTgaNMUwGBReR8L2Q/640?wx_fmt=png
最大位移74mm,最大薄膜应力1334.24MPa,这也太失真了吧。
检查一下施加负压面载荷的区域,应力分布非常不对称。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbic0icUstUUPo1YjABicJRJwhXlibuUPytV7rMic0z0LXDVPICx8ZKPvkHlDA/640?wx_fmt=png
左手右手检查模型,百思不得其解,怎么会呢?
莫非,难道,应该是不能将这三个面单独施加负压?导致设备的受力不平衡,产生某方向一个推力,最终作用到耳座上引起了位移和载荷的失真?


为了试验,不再单独修改这三面的压力,全选设备壳体后,统一施加内压载荷。运行后,最大位移1.569mm,最大薄膜应力210.732MPa。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicCBcbm8ABT1Oxd2LhnUaWH6pom1iaoQN8tfBriciaIfFicjh8cXCZiap82Mg/640?wx_fmt=png
符合预期的结果。
检查一下天圆地方处,其计算结果基本处于对称状态。由刚才的53.4MPa,变成了38.32MPa。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicaAdAFIcrF2Lwy0bJ3Mjoc5XQ7Pak9DhqORUQIwgNLGDs3aZjZ4KAiaQ/640?wx_fmt=png
结构和载荷对称,结果也对称,说明载荷施加是对的。
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicc7xRYrLUXsFP8eIS3h3QlYL8JGB5Y4ljnODNU2hpuz8oCwNpf7heXA/640?wx_fmt=png


那么为什么会出现这个问题呢?
询问了Ansys公司的售后高级工程师
https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/DVnwQibl2L2kibq2VqauCP4ePuyibPUJVbicXOcxNH3WJ24cUEdNXicactbrU63pUQtqf0WmPC6NNsfaLuI0YLjBEiaw/640?wx_fmt=png
答复是:面法向识别箭头一般不会错,加载的箭头可能是错的。
所以用shell单元做分析的时候,应该以面的法向为准,而不是载荷的箭头方向为准。




https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_jpg/DVnwQibl2L2lgrxQ9ywn9tj0kyUTlVArZOquq7PRQrTWuz6u4bGwaTJzM6ufYrEybQqXXibeFsg6ljYpLNLmvCHw/640?wx_fmt=jpeg


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