1、西南石油大学现代cae作业2现 代 CAE 技 术 大 作 业第一题 井眼稳定性与井筒压力LESIZE,9LESIZE,9, , ,40,0.2, , , ,1 LESIZE,10, , ,40,0.2, , , ,1 LESIZE,2, , ,30, , , , ,1 LESIZE,3, , ,30, , , , ,1 LESIZE,5, , ,20, , , , ,1 MSHAPE,0,2D MSHKEY,0AMESH,3 FINISH /SOLDL,9, ,SYMM DL,10, ,SYMM SFL,3,PRES,p1,SFL,2,PRES,p2,SFL,5,PRES,p0,solve
2、FINISH /post1csys,1PATH,In_Wall,2,30,20,PPATH,1,node(r,0,0)PPATH,2,node(r,90,0)/PREP7 a=1500 r=110 p1=50 p2=50 p0=10 ex1=6.54e3 nu1=0.22 ch=18 angle=28 ET,1,PLANE82KEYOPT,1,3,2 MP,EX,1,ex1MP,PRXY,1,nu1 TB,DP,1 TBMODIF,1,1,ch TBMODIF,1,2,angle TBMODIF,1,3,RECTNG,0,a,0,a, CYL4,0,0,r asba,1,21 井眼径向位移 2
3、 井周应力变化路径路径 单位：mm （查看Von Mises stress） 单位： MPa 图1 井眼径向位移 图2 井周应力变化图3 井周井周应力变化曲线从以上分析可知，井眼周围所受的最大应力为81.28MPa，此应力发生图2所示的红色区域内，此区域极易发生井壁坍塌、脱落破坏，在工程中应给予足够的重视。第二题 钢板受力分析APDL程序AMESH,3AMESH,3 FINISH /SOLU DL, 10, ,SYMM DL, 9, ,SYMM SFL,2,PRES,30, , SOLVE FINISH /POST1 ! PLNSOL,S,X,0,1 /EXPAND,4,POLAR,HALF,
4、90/PREP7 RECTNG,150,150, CYL4, , ,13 ASBA, 1,2ET,1,PLANE82KEYOPT,1,3,3R,1,25, MP,EX,1 ,2.1e9,MP,NUXY,1 ,0.3,KESIZE,5,2KESIZE,6,2ESIZE,15,0, MSHAPE,0,2D MSHKEY,0孔板内的x、y、xy，以及Von Mises Stress见图4至图7所示。xx单位：MPa y 单位：MPa 图4 x应力场分布 图5 y应力场分布xy单位： MPa Stress 单位： MPa 图6 xy应力场分布 图7 Von Mises Stress场分布取孔眼周围路径
5、做井周长度与x的曲线，见图8所示。题中给出了屈服强度为650MPa，改变压力P的大小来验证当P为多大时，钢板发生屈服。作出x与P之间的关系曲线从中计算出650MPa下的P值。如图9所示。从图9中可以计算出当压力P为208MPa时，钢板就会屈服，即临界压力Pmax=208MPa。从图7中可以看出，最大的Von Mises Stress发生在图中所示的红色区域，即在椭圆的两个长轴方向上最易破坏，有最大的Von Mises Stress，其值大小为92.34MPa。图8 孔眼周围x与孔眼周围长度的关系 图9 孔眼所受应力x与压力P的关系单位：单位：mm 图10 孔眼壁的位移变化图 图11 桁架模型图
6、第三题 桁架受力分析桁架所受反力见表1所示。各个杆所受内力见图12所示，具体数据见表2。 表1 节点2和3所受反力 单位:MPa Node25Total ValueFY(N)100-7030表2 各杆受内力情况单位：MPa杆内力（N）受力分析1-25.000 受压2-30.000 受压325.000受拉415.000 受拉5-87.500 受压6-37.500 受压752.500受拉表3 各点的位移点X方向位移（单位：mm）Y方向位移（单位：mm）1.56E-07 -.13E-062.45E-07 03-.25E-07 -.20E-064-.20E-07 -.63E-07500各杆受力各杆受力
7、 单位：MPa图12 桁架各杆所受内力第四题 悬臂梁静力分析当P=5N单独作用时，梁的挠度变化曲线：从图中可以可能出最大挠度发生在红色区域。剪力图、弯矩图分别见图14、图15所示。单位：mm图13 悬臂梁（P=5N）挠度曲线单位：N单位：Nmm单位：N图14 悬臂梁（P=5N）剪力图 图15 悬臂梁（P=5N）弯矩图单位：Nq=0.1N/mm单独作用时的梁的挠度曲线：从图中可以看出最大挠度发生在红色区域。剪力图、弯矩图分别见图16、图17所示。P=5N与q=0.1N/mm共同作用时的挠度曲线见图19，从图中可以看出最大挠度发生在红色区域。剪力图、弯矩图分别见图20、21单位：N单位：mm单位：
8、mm图16 悬臂梁（q=0.1N/mm）挠度曲线 图17悬臂梁（q=0.1N/mm）剪力图 图18悬臂梁（q=0.1N/mm）弯矩图 图19 悬臂梁（P、q共同作用）挠度曲线 图20 悬臂梁（P、q共同作用）剪力图 图21悬臂梁（P、q共同作用）弯矩图单位：mm单位：Nm单位：N单位：Nm单位：N第五题 建立实体模型APDL命令流：/filname,Beam stress analysis/title,BSA/prep7et,1,3r,1,12.5,26.0417mp,ex,1,70mp,prxy,1,0n,1,0,0,0,ngen,7,1,1,1,1,xdo,i,1,6e,i,i+1xend
9、dod,1,all,0xdo,i,1,6sfbeam,i,1,pres,2.5xenddof,7,fy,-5/solusolve/post1etable,imoment,smisc,6etable,jmoment,smisc,12etable,ishear,smisc,2etable,jshear,smisc,8plls,imoment,jmomentplls,ishear,jshearsave/filname,Beam stress analysis/title,BSA/prep7et,1,3r,1,12.5,26.0417mp,ex,1,70mp,prxy,1,0n,1,0,0,0,nge
10、n,7,1,1,1,1,xdo,i,1,6e,i,i+1xenddod,1,all,0f,7,fy,-5/solusolve/post1save/filname,Beamstress analysis/title,BSA/prep7et,1,3r,1,12.5,26.0417mp,ex,1,70mp,prxy,1,0n,1,0,0,0,ngen,7,1,1,1,1,xdo,i,1,6e,i,i+1xenddod,1,all,0xdo,i,1,6sfbeam,i,1,pres,2.5xenddo/solusolve/post1etable,imoment,smisc,6etable,jmomen
11、t,smisc,12etable,ishear,smisc,2etable,jshear,smisc,8plls,imoment,jmomentplls,ishear,jshearsave第五题： 建立实体模型建立实体模型见图22所示。图22 实体模型APDL命令流：/filname,Entity mode/title,EM/prep7et,1,42et,2,42et,3,42mp,ex,1,2.1e5mp,prxy,1,0.3mp,ex,2,2.1e4mp,prxy,2,0.28mp,ex,3,1.8e5mp,prxy,3,0.25block,-4,4,0,1,0,4lwplan,2,0.5
12、csys,4block,0,2,0,-3,-2,2wpoffs,2,0,0wpro,0,90,0cyl4,1.75,3vsbv,2,3wpoffs,0,-3,0wpoffs,-1,0,0block,-1,1,-1,1,0,0.5cyl4,0.5,3vsbv,2,3wpoffs,0,6,0block,-1,1,-1,1,0,0.5cyl4,0.5,3vsbv,2,3wpoffs,0,-6,0LOCAL,11,1,3,2,1.83690953073e-016, , , ,1,1,csys,11 k,100,1,0,0 k,101,1,90,0k,102,1,90,0.5 k,103,1,0,0.5
13、 a,100,101,102,103 vsba,5,9vdele,2 wpoffs,0,6,0LOCAL,12,1,-3,2,-1.83690953073e-016, , , ,1,1, k,104,-1,0,0k,105,1,90,0k,106,1,90,0.5 k,107,-1,0,0.5 a,104,105,106,107 vsba,6,12 vdele,2 csys,4wpoffs,-2,0,0wpoffs,0,0,3wpro,0,0,90cyl4,0.5,3vsbv,1,2wpoffs,0,-6,0cyl4,0.5,3vsbv,6,1vsel,s,volu,2vatt,1allsel,allvsel,s,volu,4vatt,2allsel,allvsel,s,volu,3vatt,3allsel,allvsel,r,vo