球罐 载荷组合 疲劳分析

jinqinghai

八年前的一道练习题，今天在ansys10.0上不能运行了，又没时间整理。希望在此愿意有人继续学习，分析和发展这个实际工程分析。

在ansys10.0中调整运行通过者--悬赏技术分三分！！！
在此基础上完成模态分析者--再悬赏技术分一分！
继续完成地震分析者（瞬态分析，谱分析）--再悬赏技术三分到五分！！！！！
全部完成者--加十分！！！！！！！！！！

! ansys exercise 98'--spherical tank
! 球罐
finish
/clear,start
*afun,deg
pai=3.1415926 ! the Circle ratio
diff=0.01  ! use difference  
! Define the parameters
/TITLE, Spherical Tank MultiLoad Analysis By CNSCPV.

!        multipro,'start',8
yangs=1.895e5  !!!        *cset,1,3,yangs,'(弹性模量     单位: Mpa)',1.95e5
mu=0.3         !!!        *cset,4,6,mu,'(泊桑比       常数     )',0.3
ds1=7.8e-9 !!!        *cset,7,9,DS1,'(球罐质量密度 单位:吨/立方厘米)',7.8E-9
water=1e-9 !!!        *cset,10,12,WATER,'(介质质量密度 单位:吨/立方厘米)',1.0E-9
PRE=1 !!!        *cset,13,15,pre,'(计算压力     单位: Mpa)',1
PRE1=1.6 !!!         *cset,16,18,pre1,'(疲劳压力1    单位: Mpa)',1.6
PRE2=3.0 !!! *cset,19,21,pre2,'(疲劳压力2    单位: Mpa)',3.0
        !!*cset,22,24,Hello,'            请仔细添参数!',1
        !!*cset,61,62,'***   球 罐 分 析 *** '
        !! *cset,63,64,'*** 给 出 下 列 参 数 ***'
!        multipro,'end'

!multipro,'start',7
R1=6100/2 !!!        *cset,1,3,R1,'(球罐内半径        单位: mm)',6100/2
T1=52-1.5 !!!        *cset,4,6,T1,'(球罐厚度          单位: mm)',52-1.5
R2=219/2 !!!        *cset,7,9,R2,'(支柱外半径        单位: mm)',219/2
T2= 6-1.5 !!! *cset,10,12,T2,'(支柱壁厚          单位: mm)',6-1.5
H=5000   !!!        *cset,13,15,H,'(支柱高度          单位: mm)',5000
NN=6    !!!*cset,16,18,NN,'(支柱个数                  )',6
        !!!*cset,19,21,Hello,'            请仔细添参数!',1
        !!!*cset,61,62,'***   球 罐 分 析 *** '
        !!!*cset,63,64,'*** 给 出 下 列 尺 寸 ***'
!        multipro,'end'

!!!        multipro,'start',4
MEI1= 1   !!!        *cset,1,3,MEI1,'(球罐厚度方向单元个数)',1
MEI2=1 !!!*Cset,4,6,MEI2,'(支柱厚度方向单元个数)',1
MEI3=6 !!!        *cset,7,9,MEI3,'(其他的单元个数)',6
        !!!*cset,10,12,Hello,'            请仔细添参数!',1
        !!!*cset,61,62,'***   球 罐 分 析 *** '
        !!!*cset,63,64,'*** 给 出 下 列 尺 寸 ***'
!!!        multipro,'end'

kk=2 !倍数
alpha=360/nn/2

! 大球罐
!R1=26740/2   ! 球罐内半径  
!R2=1000/2    ! 支柱外半径
!T1=56 ! 38        ! 球罐厚度
!T2=10        ! 支柱壁厚
!H=15475      ! 支柱高度

! 小球罐
!R1=6100/2   ! 球罐内半径  
!R2=219/2    ! 支柱外半径
!T1=52-1.5   ! 球罐厚度
!T2=6-1.5    ! 支柱壁厚
!H=5000      !支柱高度

! yangs=1.9e5 ! Yang's elastic mo   
!yangs=2.0e5 ! Yang's elastic mo   
!mu=0.3    ! possion ratio   
!!  我部标准单位为:  质量： 吨
!!                   长度： 毫米
!!                     力   兆牛（压力单位：兆帕）
!!                   时间： 秒
!!        The UNIT:  MASS:    Ton
!!                    LENGTH:  mm
!!                    FORCE:   E6 Newton
!!                    TIME:    S
!ds1=7.8e-9  ! 球罐质量密度 (7.8Ton/M3=7.8e-9/mm3)
!ds1=10.264e-9  ! 球罐质量密度 (7.8Ton/M3=7.8e-9/mm3)

!water=1e-9  ! 水的质量密度 (Ton/mm3)
GG=9.8e3      ! 重力加速度 (9.8M/s2=9.8e3mm/s2)

/PREP7  
!*ASK,MEI0,New or Old,1
!*IF,mei0,eq,1,:MEI8
!*else
/USER,1
/VIEW, 1, -.2246    , -.6434    ,  .7318
/ANG,  1,  13.14

!/EOF

ET,1,SOLID95
UIMP,1,EX, , ,yangs,
UIMP,1,DENS, , ,ds1,  
UIMP,1,ALPX, , , ,  
UIMP,1,REFT, , , ,  
UIMP,1,NUXY, , ,mu,
UIMP,1,PRXY, , , ,  
UIMP,1,GXY, , , ,   
UIMP,1,MU, , , ,
UIMP,1,DAMP, , , ,  
UIMP,1,KXX, , , ,   
UIMP,1,C, , , ,
UIMP,1,ENTH, , , ,  
UIMP,1,HF, , , ,
UIMP,1,EMIS, , , ,  
UIMP,1,QRATE, , , ,
UIMP,1,RSVX, , , ,  
UIMP,1,VISC, , , ,  
UIMP,1,SONC, , , ,  
csys,0
cswpla,11,2,1,1 ! define local spherical coordinates system 11
sphere,r1+t1,r1,0,alpha
vdel,all,,,0
csys,11
asel,s,loc,x,0,r1+t1-diff
adel,all,,,1
asel,all
asbw,all
aplot
vplot
wpoff,r1+t1/2
cswpla,12,1,1,1 ! define local cylindra coordinates system 12
cswpla,13,2,1,1 ! define local sphereical coordinates system 12
csys,12
rr=r1+t1
rrr=rr-r2-t1/2
DZ=rr*rr-rrr*rrr
DZ=sqrt(DZ)
DZ=2*DZ
cylind,r2,r2-t2,-DZ,0,180
wpro,,,-90
sphere,r2,r2-t2,0,90
/auto,1
aplot
vdel,all,,,0
aplot
aptn,all
csys,11
asel,s,loc,x,0,r1+t1-diff
adel,all,,,1
allsel,all
nummrg,all
!save
! 形成体
csys,13
asel,s,loc,z,0,r2+diff
asel,r,loc,x,r2*0.8,r2+diff
VA,all

csys,12
asel,s,loc,z,-dz-diff,diff
allsel,below,area
lsel,r,loc,z,-dz*0.3,0
csys,11
lsel,r,loc,x,r1+t1-diff,r1+t1+diff
lsel,r,loc,y,-diff,diff
lplot
asll,u
VA,all

csys,11
asel,s,loc,x,r1+t1-diff,r1+t1+diff
!/EOF
!VEXT,ALL,,,-t1
!*go,:dddd
VOFFST,13,-T1
VOFFST,14,-T1
VOFFST,17,-T1
VOFFST,18,-T1
VOFFST,25,-T1
VOFFST,26,-T1
:dddd
ALLSEL,ALL
TOL=0.1
NUMMRG,ALL,TOL,TOL
NUMCMP,ALL
!vgluE,ALL
!!!VEXT,ALL,,,-t1
allsel,all
vplot

csys,12
asel,s,loc,z,-DZ-diff,-DZ+diff
csys,0  
VEXT,ALL, , ,0,0,-H+DZ,,,,  
allsel,all
NUMMRG,ALL,TOL,TOL
NUMCMP,ALL

save
:MEI8
RESUME
!*ASK,MEI1,Mesh Segment(T1),1
!*ASK,MEI2,Mesh Segment(T2),1
!*if,r1,eq,6100/2,then
!*ASK,MEI3,Mesh Segment(Other),12
!*if,r1,eq,7100/2,then
!*ASK,MEI3,Mesh Segment(Other),12
!  划分网格
!mei1=1   !  Menu input!
!mei2=1
!mei3=12

allsel,all

SSLN,,T1+diff  ! 选择小于T1的线段
LESIZE,ALL, , ,MEI1,1,1      !  份  

Lsel,all
SSLN,,T2+diff  ! 选择小于T2的线段
LESIZE,ALL, , ,MEI2,1,1      !  1份  

Lsel,all
SLLN,,DZ
LESIZE,ALL, , ,MEI3,1,1      !  份  

lsel,all
SSLN,,T1-diff  ! 选择小于T1的且大于T2的线段
SLLN,,T2+diff
LESIZE,ALL, , ,MEI2,1,1      !  1份  

csys,12
lsel,s,loc,z,-dz+diff,-diff
lsel,r,loc,x,r2-t2-diff,r2+diff
lsel,r,loc,y,-diff,diff
LESIZE,ALL, , ,2*MEI3,1,1      !  份  

lsel,s,loc,z,-DZ-diff,-DZ+diff
lsel,r,loc,y,diff,180-diff
LESIZE,ALL, , ,MEI3,1,1      !  份  

lsel,s,loc,z,-h+diff,-dz-diff
lsel,r,loc,x,r2-t2-diff,r2+diff
kk=4
mei3=2*mei3*(h-dz)/dz/kk
mei3=Nint(mei3)
LESIZE,ALL, , ,MEI3,1,1      !  份  

!/eof
allsel,all
!!!csys,12
!!!vsel,s,loc,z,-dz,-dz/3
!!!vsel,r,loc,x,0,r2
!!!ALLSEL,BELOW,VOLU  
!!!asel,r,loc,y,90+diff,180
!!!aplot
!!!ACCAT,ALL

csys,11
lsel,s,loc,x,r1+T1-diff,r1+t1+diff
csys,12
lsel,r,loc,x,r2-t2+diff,r2-diff
lsel,r,loc,z,-h+diff,-T1-T2-diff

*get,lmx1,LINE,,num,max

csys,12
lsel,s,loc,x,r2-diff,r2+diff
lsel,r,loc,z,-dz-diff,-dz+diff
*get,lmx2,LINE,,num,max
asll,s,0
vsla,s,0
vsel,r,loc,z,-dz,0

*get,Vmax1,VOLU,,num,max
LSEL,ALL
ASEL,NONE
ADRAG,LMX1,,,,,,LMX2
*get,Amax1,AREA,,num,max
ALLSEL,ALL

VSBA,VMAX1,AMAX1

allsel,all
!/eof

allsel,all
ESHAPE,2,0  
VMESH,all
nummrg,all
numcmp,all

CM,v1,VOLU  
csys,0  
VSYMM,Y,ALL, , , ,0,0  
NUMMRG,ALL, , ,
NUMCMP,ALL  
CM,v2,VOLU  
CMSEL,U,V1  
CM,v3,VOLU  

nc2=(90-alpha)/alpha/2
nc2=nc2+1

CMSEL,S,V2
csys,11
VGEN,nc2,ALL, , , ,2*alpha, , ,0
nummrg,all  
numcmp,all  


CMSEL,S,V2
csys,11
VGEN,nc2,ALL, , , ,-2*alpha, , ,0
nummrg,all  
numcmp,all  

/eof
!save
!:mei
!resume
!  加约束

aa=-90
bb=90

allsel,all
csys,11
asel,s,loc,y,aa-diff,aa+diff
asel,a,loc,y,bb-diff,bb+diff  
DA,ALL,SYMM,,1
asel,all
csys,12
asel,s,loc,z,-H-diff,-H+diff
ALLSEL,BELOW,AREA
DK,ALL, , , ,1,ALL
allsel,all  

!  加自重
csys,0
ACEL,0,0,GG,  
/TITLE,Spherical Tank MultiLoad Analysis By CNSCPV. Load 1:Self-Weight.
LSWRITE,1

!  水平地震  
gyy=0.45*GG
csys,0  
ACEL,0,gyy,0
allsel,all  
/TITLE,Spherical Tank Analysis By CNSCPV. Load 4: Horizental Seismic.
LSWRITE,4   ! Hor Seismic 水平地震  



!  加气体压力  （按设计压力计算）
allsel,all
csys,0
ACEL,0,0,0,  ! Delete Self Weight  
csys,11
!asel,s,loc,x,R1-diff,R1+DIFF
asel,s,loc,x,0,R1+t1/4
LSEL,S,LOC,X,R1+T1-DIFF,R1+T1+DIFF
ASLL,U  
ALLSEL,BELOW,AREA
SFA,ALL,1,PRES,pre,  ! pre=3.45
ALLSEL,ALL
/TITLE,Spherical Tank MultiLoad Analysis By CNSCPV. Load 2:Gas Pressure.
LSWRITE,2

!  加水压力
allsel,all
csys,11
asel,s,loc,x,0,R1+t1/4
LSEL,S,LOC,X,R1+T1-DIFF,R1+T1+DIFF
ASLL,U  
ALLSEL,BELOW,AREA
CSYS,0
! (mm/s2)*Kg/mm3=(Kg*mm/s2)/mm3=e-3Newton/mm3=e-3Mpa/mm
PPM=-GG*WATER
SFGRAD,PRES,0,Z,R1,PPM,

PRE0=0
SFA,ALL,1,PRES,pre0,  ! pre=0

allsel,all
/TITLE,Spherical Tank MultiLoad Analysis By CNSCPV.Load3:Water Pressure
LSWRITE,3

!  风压
allsel,all
ACEL,0,0,0
SFADELE,all,1,PRES
allsel,all
csys,0
asel,s,loc,y,-2*r1,-diff
csys,11
asel,r,loc,x,r1+t1-diff,r1+t1+diff
allsel,below,area
csys,0
ksel,r,loc,z,r1+t1-diif,r1+t1+diff
ksel,a,loc,z,-r1-t1-diif,-r1-t1+diff

LSLK,R  
ASLL,R  
wind=350*1e-6   ! N/m*m=Pa=10e-6MPa
wind=-1*wind/(r1+t1)

SFGRAD,PRES,0,x,r1+t1,wind,
SFGRAD,PRES,0,y,r+t1,wind,

PRE0=0
SFA,ALL,1,PRES,pre0,  ! pre=0

allsel,all
/TITLE,Spherical Tank Analysis By CNSCPV. Load 5: Wind Load.
LSWRITE,5  ! 仅风压
! /eof


!/eof
/solu
LSsolve,1,5,1
save,sph,db
/eof
LSsolve,1,3,1
! 产生工况组合
/post1
LCDEF,ERASE
!set,1
LCDEF,1,1,, !  重力
!set,2
LCDEF,2,2,, !  重力+气压pre=3.45
lcase,2
LCOPER,SUB,1, , ,   !
LCWRITE,8, , ,      ! 仅气压pre=3.45
!lcwrite,11,,
a1=pre1/pre
LCFACT,8,a1,        ! 仅气压pre1=1.6
LCASE,8
!lcwrite,12,,
LCOPER,ADD,1, , ,   ! 重力+气压pre1=1.6
LCWRITE,3, , ,      ! 重力+气压pre1=1.6

lcase,2
LCOPER,SUB,1, , ,   !
LCWRITE,8, , ,      ! 仅气压pre=3.45
a2=pre2/pre
LCFACT,8,a2,        ! 仅气压pre2=3.0
LCASE,8
LCOPER,ADD,1, , ,   ! 重力+气压pre1=3.0
LCWRITE,4, , ,      ! 重力+气压pre1=3.0

/eof
! 计算疲劳
! 第一个疲劳分析（工况1-工况2）
ftime=25000   ! 疲劳循环次数
I=1  ! 工况1
J=2  ! 工况1
cpv
fatigue


! 第二个疲劳分析（工况3-工况4）
ftime=10*25000   ! 疲劳循环次数
I=3  ! 工况1
J=4  ! 工况1
fatigue

jinqinghai

最近再寻思作4.5万立方的储罐分析,又搜到自己的贴.有点感动.

jinqinghai

给作地震分析者的参考

jinqinghai

奇怪！ 没人接招.

jinqinghai

see 2 attachments

jinqinghai

这贴子太冷了！

zhangchh

谢谢楼主的资料，很不错，继续努力吧

ljh_lotus

支持斑竹，向你学习，可是水平有限啊 ！需要继续努力

linuaries

楼主，现在在ANSYS 11.0+Fe-Safe 5.2上调通的话，给家多少分阿？
我可以试试看，不懂得地方还希望楼主指点。

makyforever

谢谢搂住分享，不胜感激

linuaries

楼主，这个例子在ANSYS10.0 SP1上已经调通，再给点时间我就可以把剩下的模态分析和地震分析做完了。

疲劳分析没有做，我想在Fe-Safe 5.2中试试看。

问题描述：Volume 1的几何模型有些问题，无法直接划分网格。
解决：通过使用么MESH200单元，先划分面网格，然后在生成体网格
时间：2007-2-28
作者：linuaries
Email：linuaries@hotmail.com
QQ群：19417756  ANSYS-workbench机械

linuaries

这是原始的以及对称扩展过的有限元模型。

PS:楼主，这个网格质量也太那个了吧，工程上能用么？

linuaries

第一幅图是，求解（第５种工况）后的压力和支反力图；
第二幅图是，在Volume 1处的网格划分情况，可惜不是六面体：（

linuaries

这是部分计算结果，自重情况下和风载情况下

linuaries

这是第二个工况的，但是我觉得有点问题，最大Von Mises Stress都到700+ MPa了。

jinqinghai

原帖由 linuaries 于 2007-2-27 20:05 发表
楼主，现在在ANSYS 11.0+Fe-Safe 5.2上调通的话，给家多少分阿？
我可以试试看，不懂得地方还希望楼主指点。

全部通过加满分10分，
如果介绍分析过程另加分

makyforever

佩服，希望早日解出题目，让后辈我好好向你学习，谢谢

makyforever

请问linuaries，怎么在你做好的模型上看自重和wind load 阿？？

linuaries

楼主，你说的模态分析是无应力状态下的还是考虑上述工况下的预应力模态分析阿？

jinqinghai

原帖由 linuaries 于 2007-3-13 21:38 发表
楼主，你说的模态分析是无应力状态下的还是考虑上述工况下的预应力模态分析阿？

当然是预应力模态分析！
不过作为学习无应力的也行。

cynthialeeo

有学了一招