【正文】 單擊OK得到如下圖所示平板封頭+筒體周向應力ANSYS云圖。執(zhí)行命令ANSYS Utility Menu—General Postproc—Query Result—Subgrid Solu，在彈出的對話框中選擇Nodal solution、Stress、Z—Component of stress，在彈出對話框中選擇7個硬點點擊OK得到如下圖所示平板封頭+筒體周向應力ANSYS硬點值。單擊OK得到如下圖所示平板封頭+筒體周向應力ANSYS云圖。執(zhí)行ANSYS Utility Menu—General Postproc—Options for Outp，在彈出的對話框中第一下拉框中選擇Global cylindric，單擊OK。（6） 求解并結(jié)果處理執(zhí)行ANSYS Utility Menu—Select—Everything命令。在此處可以點擊SAVE_DB保存以備后面可用。如下圖43所示： 圖43 平板封頭施加載荷后的模型（4） 選擇線單元及節(jié)點執(zhí)行ANSYS Utility Menu—Select—Entities...命令在彈出的對話框中設(shè)定為：Lines，By Num/Pick，F(xiàn)rom Full；單擊OK選擇編號為LLL4的線段單擊OK完成對容器內(nèi)壁線單元的選擇。執(zhí)行ANSYS Utility Menu—Select—Entities...命令在彈出的對話框中設(shè)定為：Nodes，By Location，X coordinates，F(xiàn)rom Full；文本框內(nèi)輸入0。如下圖42所示： 圖42 平板封頭劃分網(wǎng)格后的模型（三）施加約束執(zhí)行ANSYS Utility Menu—Select—Entities...命令在彈出的對話框中設(shè)定為：Nodes，By Location，Y coordinates，F(xiàn)rom Full；文本框內(nèi)輸入0，選擇筒體地低端各節(jié)點。執(zhí)行ANSYS Main Menu—Preprocessor—Material props—Material models,在彈出窗口中選擇Structural—linear—Elastic—Isotropic，再次彈出的窗口中EX后填入2e5，點擊OK完成材料定義再進行建模。這種分析類型可用于換熱器、振蕩器、諧振器、麥克風等部件及其它電子設(shè)備的結(jié)構(gòu)動態(tài)性能分析。這些功能可用來確定音響話筒的頻率響應，研究音樂大廳的聲場強度分布，或預測水對振動船體的阻尼效應。另外，還可以使用三維表面效應單元和熱－流管單元模擬結(jié)構(gòu)的流體繞流并包括對流換熱效應。分析結(jié)果可以是每個節(jié)點的壓力和通過每個單元的流率。還可用于螺線管、調(diào)節(jié)器、發(fā)電機、變換器、磁體、加速器、電解槽及無損檢測裝置等的設(shè)計和分析領(lǐng)域。熱分析還具有可以模擬材料固化和熔解過程的相變分析能力以及模擬熱與結(jié)構(gòu)應力之間的熱－結(jié)構(gòu)耦合分析能力。（五）熱分析程序可處理熱傳遞的三種基本類型：傳導、對流和輻射。（四）動力學分析ANSYS程序可以分析大型三維柔體運動。（三）結(jié)構(gòu)非線性分析結(jié)構(gòu)非線性導致結(jié)構(gòu)或部件的響應隨外載荷不成比例變化。與靜力分析不同，動力分析要考慮隨時間變化的力載荷以及它對阻尼和慣性的影響。ANSYS程序中的靜力分析不僅可以進行線性分析，而且也可以進行非線性分析，如塑性、蠕變、膨脹、大變形、大應變及接觸分析。第四章 有限元法對封頭進行應力分析 ANSYS有限元分析簡介 ANSYS軟件提供的分析類型（一）結(jié)構(gòu)靜力分析用來求解外載荷引起的位移、應力和力。圓平板封頭的周向應力誤差較大，而軸向應力誤差較小。表31 平板封頭實驗應變值以及應力值點號片號初值1MPa2MPa3MPa4MPa5MPa應變值應力值應變值應力值應變值應力值應變值應力值應變值應力值1 10194062821022076151223295375230204160789840438512516220535061122183240304605310415520826247030588711314480741462192903645906513220226234010011022233544255661101312623945186531201392744225527037130129258388511643140147298445586736表32 橢圓形封頭實驗應變值以及應力值點號片號初值1MPa2MPa3MPa4MPa5MPa應變值應力值應變值應力值應變值應力值應變值應力值應變值應力值1 10224365901052083177271381451 2 307313519727032140153047638035012263648566053106153198250470510182022804195126165200590107210305395503100458813517712661101191773004435261209519028037547671309519531240048614097200294394496 理論計算與實驗結(jié)果對比并分析 理論計算結(jié)果與實驗結(jié)果折線圖表如下圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表圖表10。最后打開回水閥，使容器卸壓，儀器各旋鈕回零，關(guān)閉電源，拆除專用連接線，整理現(xiàn)場，打掃清潔。關(guān)閉進水閥，開啟回水閥，關(guān)閉放空閥，容器內(nèi)無壓力時再關(guān)閉回水閥，將電阻應變儀的靈敏系數(shù)旋鈕置于應變片的K值上。 實驗步驟 首先理論計算測試容器殼體應變片分布情況和位置尺寸以確定應變片所貼位置，熟悉加載裝置的工作原理，掌握容器加壓，卸壓的操作方法。 電測法要求了解各種典型封頭容器應變測量時的布片原則和測量方法；；根據(jù)實測的應變值計算出應力點處的應力值；作容器筒體和封頭實測的應力折線圖表。在不同頂蓋外壁上粘貼電阻片，當頂蓋應力在彈性范圍內(nèi)時主應力與主應變之間有下列關(guān)系： 電測法是通過測定受壓容器在指定部位的應變狀態(tài)，然后根據(jù)彈性理論的虎克定律可得： （32） （33） 其中，σ應力；ε應變；m經(jīng)向；θ環(huán)向；E彈性模數(shù)，105MPa；μ泊桑系數(shù)。頂蓋外壁應力測定。環(huán)向片應緊靠對應的縱向片貼在同一平面的垂直方向。在各個頂蓋外壁上，選擇具有一定代表性的位置布點。 電測法的目的、原理及要求（1） 電測法的目的 測定薄壁容器承受內(nèi)壓作用時，圓筒體及封頭上的應力分布；記錄在不同壓力情況下實測應力的分布情況，分析理論推導與實測差異原因；了解“應變電測法”測定容器應力的基本原因和測試技術(shù)。通過電阻應變儀中的電橋?qū)⒋穗娮柚底兓D(zhuǎn)化為電壓或電流的增量，并經(jīng)放大器放大，最后換算成應變數(shù)值。 其缺點是：1． 一個應變片只能測定構(gòu)件表面上一點某一方向的應變； 2．，但仍有一定的長度，只能測得柵長范圍內(nèi)的平均應變。 圖216 平板封頭中的已知數(shù)據(jù)表22 平板封頭理論應力值點號片號1MPa2MPa3MPa4MPa5MPa11223435647859106111271314第三章 實驗法進行封頭的應力測定及分析 電測法測定封頭應力電阻應變測量技術(shù)可用于測定構(gòu)件的表面應變，根據(jù)應力與應變之間關(guān)系，確定構(gòu)件的應力狀態(tài)。采用與求解均布載荷圓平板應力相同的方法，可求得周邊固支與周邊簡支圓板的撓度和彎矩方程及計算其應力值，并導出公式。（二）承受集中載荷時圓平板中的應力 圓平板軸對稱中的一個特例是板中心作用一橫向集中載荷F。圖213 周邊固支圓平板的彎曲應力分布（板下表面）圖214 周邊簡支圓平板的彎曲應力分布（板下表面）周邊簡支圓平板如圖212（b）所示為周邊簡支圓平板，周邊簡支的圓平板的支承特點是只限制撓度轉(zhuǎn)角，因而不存在徑向彎矩，此時邊界條件為利用上述邊界條件，得周邊簡支時圓平板在均布載荷作用下的撓度方程 （225）彎矩表達式 （226）應力表達式 （217）不難發(fā)現(xiàn)，最大彎矩和相應的最大應力均在板中心處。 周邊固支圓平板 圖212（a）所示，周邊固支的圓板，在支撐處不允許有撓度和轉(zhuǎn)角，其邊界條件為圖212 承受均布橫向載荷的圓平板將上述邊界條件代入式（221），解得積分常數(shù)將、代入式（221），得周邊固支平板的斜率和撓度方程 （222）將撓度對的一階導數(shù)和二階導數(shù)代入式（215），便得固支條件下的玩具表達式 （223）由此可得到處上、下板面的應力表達式 （224） 根據(jù)式（224）可畫出周邊固支圓平板下表面的應力分布，如圖213所示。據(jù)圖211，可確定作用在半徑的圓柱截面上的剪力，即 （218）圖211 均布載荷作用時圓平板內(nèi)的確定將值代入式（217），得均布載荷作用下圓平板彎曲微分方程將上述方程連續(xù)對積分兩次得到撓曲面在半徑方向的斜率 （219）再積分一次，得到中面彎曲后的撓度 （220）式中的、均為積分常數(shù)。彎矩和剛力的關(guān)系式為 （216）將式（215）代入平衡方程式（28），得上式可改寫為： （217）式（217）即為受軸對稱橫向載荷圓形薄板小撓度彎曲微分方程式，值可依不同載荷情況用靜力法求得。、的線性分布力系便組成彎矩、。由廣義胡克定律可得圓平板物理方程為 （212）（四） 圓平板軸對稱彎曲的小撓度微分方程將式（211）代入式（212），得 （213）現(xiàn)通過圓平板截面上彎矩與應力的關(guān)系，將彎矩和表示的形式。但中面以上或以下各層彎曲后其周長都要發(fā)生相應的變化。和分別為過A點和B點并與中面垂直的直線。因此，只需要研究一徑向截面的變形情況即可建立應變與撓度之間的幾何關(guān)系。下面需要