4.5 實例——儲液罐的載荷和約束施加

前面章節(jié)對軸承座和儲液罐模型進行了網(wǎng)格劃分，生成了可用于計算分析的有限元模型。接下來需要對有限元模型施加載荷和約束，以考察其對于載荷作用的響應。

4.5.1 GUI方式

（1）打開上次保存的軸承座幾何模型Tank.db文件。

（2）設定分析類型。執(zhí)行主菜單中的Main Menu > Preprocessor > Loads > Analysis Type > New Analysis命令，彈出New Analysis對話框，如圖4-13所示，系統(tǒng)默認是穩(wěn)態(tài)分析，單擊OK按鈕。

圖4-13 設定分析類型

（3）打開線、面編號控制器。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > PlotCtrls > Numbering命令，彈出Plot Numbering Controls對話框，選中LINE、AREA后面的復選框，將Off變?yōu)镺n。

（4）顯示面。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Plot > Areas命令。

（5）創(chuàng)建群組。把該儲液罐內(nèi)壁表面創(chuàng)建成一個群組，這樣做的好處是便于接下來的載荷施加，對于復雜模型，這是一種常用的方法。

① 執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Select > Entities命令，彈出Select Entities對話框，如圖4-14所示，在其中按如圖4-14所示進行設置，然后單擊OK按鈕，彈出Select Areas拾取框，用鼠標拾取儲液罐包括接管的內(nèi)壁面，即編號為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，單擊OK按鈕。

圖4-14 Select Entities對話框

② 顯示面。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Plot > Areas命令。

③ 執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Select > Comp/Assembly > Create Component命令，彈出Create Component對話框，如圖4-15所示，在Entity Component is made of下拉列表框中選擇Areas選項，在Cname Component name文本框中輸入群組名A，單擊OK按鈕。一個面群組創(chuàng)建完畢。

圖4-15 Create Component對話框

（6）顯示面。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Plot > Areas命令，可以看到創(chuàng)建的群組如圖4-16所示。

圖4-16 儲液罐內(nèi)壁面群組

（7）全選。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Select > Everything命令，然后執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Plot > Volumes命令。

（8）施加約束條件。儲液罐底部有裙座支撐，實際建立模型時并沒有把裙座創(chuàng)建出來，因此在約束時只約束裙座與儲液罐下封頭相連接部位即可，在本例中約束下封頭與筒體的共同的邊界線。

執(zhí)行主菜單中的Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Displacement > on Lines命令，彈出Apply U, ROT on Lines對話框，拾取底座底面的所有外邊界線，即編號為L101、L79、L85、L93的線，單擊OK按鈕，彈出Apply U, ROT on Lines對話框，如圖4-17所示。在Lab2后面的列表框中選擇All DOF選項，即約束3個方向的自由度，單擊OK按鈕。

圖4-17 Apply U, ROT on Lines對話框

（9）施加載荷。給儲液罐內(nèi)壁表面施加5.7MPa的設計壓力。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu >Select > Comp/Assembly > Select Comp/Assembly命令，彈出如圖4-18所示的Select Component or Assembly對話框，單擊OK按鈕，再次彈出Select Component or Assembly對話框，如圖4-19所示，其中只有一個群組A，單擊OK按鈕。

圖4-18 Select Component or Assembly對話框（1）

圖4-19 Select Component or Assembly對話框（2）

（10）顯示面。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Plot > Areas命令，此時剛剛創(chuàng)建的群組即顯示出來。

（11）施加載荷。在儲液罐內(nèi)壁面施加設計壓力。執(zhí)行主菜單中的Main Menu > Solution > Define Loads > Apply > Structural > Pressure > On Areas命令，彈出Apply PRES on areas拾取框，單擊Pick All按鈕，彈出Apply PRES on areas對話框，如圖4-20所示，在VALUE后面的文本框中輸入“5.7E6”，單擊OK按鈕退出。

圖4-20 Apply PRES on areas對話框

（12）關閉線、面編號控制器。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > PlotCtrls > Numbering命令，彈出Plot Numbering Controls對話框，選中LINE、AREA后面的復選框，將On變?yōu)镺ff。

（13）全選。執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Select > Everything命令，然后執(zhí)行實用菜單中的Utility Menu > Plot > Volumes命令。

（14）用箭頭顯示壓力值，具體方法參見4.3.1節(jié)第（8）步。約束和載荷施加完畢后，效果如圖4-21所示。

圖4-21 施加完約束和載荷的模型

（15）保存模型。單擊ANSYS Toolbar工具條中的SAVE_DB按鈕，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