90°球墨铸铁三通管件静态分析探讨

gxh00001 · 发表于 2011-8-9 14:10:49

对DN600X600的三通进行了静力分析，结果不尽如人意。想和大家探讨一下。

gxh00001 · 发表于 2011-8-9 14:15:25

gxh00001 · 发表于 2011-8-9 14:19:46

想和大家交流的是这个仿真明显的有问题（应力太大了，材料的需要应力为270MPa）。我想做的是如何模拟三通打压试验工况下（即只受水压时的情况），如何添加约束已模拟三通的真实情况。在A、B、C端加约束还是？？管件的参数Φ635X13.2，水压5.3兆帕

gxh00001 · 发表于 2011-8-9 14:20:19

坐等和大家交流

barrynick · 发表于 2011-8-9 15:05:59

我觉得这个用壳单元模拟仿真比较好吧，毕竟厚度方向太小，你划分网格貌似厚度方向只有一个单元

xiaobupig · 发表于 2011-8-9 15:48:48

可以三个地方都不加约束，用惯性释放。

zccbest · 发表于 2011-8-9 15:58:40

本帖最后由 zccbest 于 2011-8-9 16:03 编辑

结构是对称的,载荷也是对称的,可以考虑只取1/4模型进行简化
好处是位移边界条件容易添加,对于同一对称面如果载荷是对称的,则位移的反对称分量为0
如果载荷是反对称的,则位移的对称分量为0

如楼上所说可以考虑抽中面用壳单元
最上面圆边缘是否有应力集中，是否应该加倒角
模型厚度是多少，位移最大是多少，是否发生大变形

你的网格为什么不用六面体，这个简单模型自动生成也能产生六面体网格，应力梯度大的地方网格适当加密

gxh00001 · 发表于 2011-8-9 17:46:43

5楼说的，我有疑问：就是壳单元和实体单元分析差别很大吗？壳单元如何添加约束和载荷，期待进一步的讨论

gxh00001 · 发表于 2011-8-9 17:54:14

6楼说的惯性释放是做什么用的呀？？没有约束三通可能会产生刚体运动，使结果不收敛，我已经试过对三通不加约束，奇怪的是有时结果收敛，有时不收敛。

gxh00001 · 发表于 2011-8-9 18:01:02

7楼所说的正是多数我所参考论文所写的加对称约束是不是可以用Frictionless 来添加。本人对ansys了解的不多，从开始使用有限元软件就用的是ansys workbench。另外，这样仿真和实际的情况是否相符！可以试试，你的建议。下班了，明天在贴图讨论。

gxh00001 · 发表于 2011-8-9 18:04:04

另外，是不是可以在A端添加约束仿真是否可行提供一种假设大家看看是否合理：如果在B端添加固定约束，看C端半个部分的仿真结果是否可以，为什么？

barrynick · 发表于 2011-8-10 09:52:24

回复 8# gxh00001 像你这个模型在三通连接处如果倒角好的话用壳单元仿真更有效，如果用壳单元，在三通连接处不进行圆角的话可能会产生应力奇异。

gxh00001 · 发表于 2011-8-10 10:33:48

对于网格划分方法的分析，sweep出现了问题，不能划分；多域划分也出现了问题，无法划分；Hex划分可以，如图，不过好像薄壳处还是一个单元，仿真结果也还是比较大。

gxh00001 · 发表于 2011-8-10 10:40:48

借助模型的对称性分析（1/2和1/8）仿真：其中1/2模型，在对称面添加frictionless supress，自动划分网格，提示无法划分网格；1/8模型在三个对称面处添加friction supress，自动划分网格，内部加5.3MPa水压，仿真结果还是比较大，引起失真。

gxh00001 · 发表于 2011-8-10 10:46:29

对于壳体单元的划分，不太了解应该怎么做，如何添加壳单元。我是这么做的：在proe5.0中建立曲面，相贯线处倒圆角50mm。将模型导入ansys workbench12.1。添加厚度，然后仿真结果也不尽如人意，图片附上。

xiaobupig · 发表于 2011-8-10 11:27:58

按下图选好ON，不用约束其它地方，直接用三维模型，四面六面体无所谓。设置好内压，直接求解试一下吧~

gxh00001 · 发表于 2011-8-10 11:31:45

期待大牛的出现呀

zccbest · 发表于 2011-8-10 13:38:04

本帖最后由 zccbest 于 2011-8-10 13:44 编辑

你这个应力集中是由于曲率半径过小造成的,可以参考壳理论,应力与曲率有关的,要注意相交处的处理
另外由于内外径很大,而厚度很小,即便简化成圆柱模型,沿着圆周方向的应力也很大

对称模型位移边界条件不是加摩擦支撑,比如oxy为对称面,则z向位移为0.
在pro/e 建完模后倒入DM添加对称面，倒入DS会自动处理，不用再指定位移边界条件了，这样约束了两个方向的刚体位移，还需要约束另一个方向刚体位移

gxh00001 · 发表于 2011-8-10 15:57:48

通常我们做线性静力分析需要保证结构没有刚体位移，否则求解器没有办法计算。但是很多分析，例如飞机在飞行时,轮船在航行（物体整体具有加速度）时，要想计算结构上的应力分布，需要采用惯性释放(inertia relief)，在结构上施加一个虚假的约束反力来保证结构上合力的平衡。
感觉我的分析，可以使用这种分析，可是使用了“惯性释放”仿真结果应力值更大了，并且出现了约束不足的warning提示。如图。并且值更大了？？？

gxh00001 · 发表于 2011-8-11 10:26:02

就先到这里吧我再仔细的研究研究等出来结果了和大家分享一下

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