1、 第十章 管路模型10.1管路命令簡介ANSYS/Multiphysics、ANSYS/mechanical、ANSYS/Struatural和ANSYS/ Professional產(chǎn)品提供了一組特殊的命令，使用戶按規(guī)范的管路輸入數(shù)據(jù)建立管路系統(tǒng)模型，而不必按照標(biāo)準(zhǔn)的ANSYS直接生成方法進(jìn)行建模操作。當(dāng)輸入管路命令，ANSYS程序內(nèi)部將管路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直接生成模型的數(shù)據(jù)，并將轉(zhuǎn)換的信息存到數(shù)據(jù)庫里。一旦保存了這種信息，可用標(biāo)準(zhǔn)的直接生成命令，對其進(jìn)行列表、顯示、修改或重新定義等。10.2 管路命令能做的工作管路組件的一些特征：·利用直管（PIPE16）和彎管（PIPE18）

2、單元生成管路網(wǎng)絡(luò)的線模型。節(jié)點和單元的幾何形狀是以延伸長度的增量和彎曲半徑而不是按絕對坐標(biāo)來定義的。·自動計算彎曲的相切點。·建立標(biāo)準(zhǔn)的管路名稱（如名義直徑和規(guī)范）與幾何值的關(guān)系。·將管路規(guī)格分配給單元實常數(shù)。·在生成適于每種單元類型的管路單元前，按給定管路組件的壓力和溫度計算并分配撓度和應(yīng)力集中系數(shù)。如果管的壓力或溫度隨后進(jìn)行了修正，撓度系數(shù)不會自動地改變。·從壓力與高度的關(guān)系確定拉壓載荷。10.3 用管路命令建立管路系統(tǒng)模型用管路命令建立管路系統(tǒng)模型的三個主要步驟：1、指定工作名稱和標(biāo)題。2、建立基本的管路數(shù)據(jù)。3、定義管路系統(tǒng)的幾何形狀。

3、管路系統(tǒng)分析的進(jìn)一步工作包括施加外載荷D，F(xiàn)等，獲得求解結(jié)果及查看結(jié)果。關(guān)于這些步驟可參見ANSYS Basic Analysis Guide。10.3.1 指定工作名稱和標(biāo)題開始時執(zhí)行這個步驟：·首先，指定隨后分析生成的所有文件所用的工作名/FILNAME（菜單途徑Utility Menu>File>Change Jobname）。·然后，寫一個分析文件/TITLE（菜單途徑Utility Menu>File>Change Title）。·最后，用/UNITS命令，為自己寫一個想使用的單位制備忘錄。（從GUI中不能直接得到/UNITS命令

4、）。記住/UNITS僅作為后來查看分析的記錄；它并不把數(shù)據(jù)由一種單位改成另一種單位。10.3.2 建立基本的管路數(shù)據(jù)此步驟中應(yīng)做的工作有：·用下列方法進(jìn)入前處理PREP7：命令：/PREP7GUI: Main Menu>Preprocessor·用下列方法為模型使用的所有材料定義材料屬性：命令：MP, MPTEMP, etc.GUI: Main Menu>Preprocessor>Material Props>material option·用下列方法選擇一種單位制（如果不一致時）：命令：PUNITGUI: Main Menu>Pre

5、processor>Create>Piping Models>SpecificationsPUNIT決定程序如何翻譯由本章備忘錄中敘述的PDRAG、BRANCH、RUN、BEND、MITER、REDUCE、VALVE、BELLOW、FLANGE、PSPRNG、PGAP、/PSPEC、PINSUL和PCORRO命令輸入的數(shù)據(jù)。（注意PUNIT與/UNITS的不同：PUNIT命令影響程序的工作，而/UNITS則不影響。）·定義管路規(guī)格，當(dāng)用RUN命令生成單元時這些規(guī)則運用到單元上（菜單途徑Main Menu>Preprocessor>Create>Pi

6、ping Models>Pipe Run）。 用下列方法定義管路材料和尺寸：命令：PSPECGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Specifications注意：本節(jié)討論的菜單途徑與管路規(guī)格命令相同（PSPEC、PFLUID、PINSUL和PCORRO等） 用PFLUID命令相應(yīng)的GUI途徑定義管路中包含的流體密度。 用PINSUL命令或相應(yīng)的GUI途徑定義管路外部絕熱系數(shù)。 用PCORRO命令或相應(yīng)的GUI途徑定義管路容許的外部侵蝕厚度。·用下列方法選擇管路分析標(biāo)準(zhǔn)：命令：POPTGUI:

7、Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Specifications在生成適于每種單元類型的管路單元前，程序按給定管路組件的壓力和溫度分布計算并分配彎管單元的撓度和應(yīng)力集中系數(shù)。如果管路壓力或溫度隨后進(jìn)行了修正，撓度和應(yīng)力集中系數(shù)不會隨之改變。·選擇管路載荷 用下列方法定義管路的管壁溫度：命令：PTEMPGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Loads注意：本節(jié)所討論的管路加載命令（PTEMP，PPRES和PDRAG）與菜單途徑相

8、同。 用PPRES命令或相應(yīng)的GUI途徑定義管流的內(nèi)壓。 用PDRAG命令或相應(yīng)的GUI途徑定義管流的外部流體拉載荷。10.3.3 定義管路系統(tǒng)的幾何尺寸定義管路模型的基本框架布置：·首先用下列方法定義管路系統(tǒng)的起點：命令：BRANCHGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>At NodeMain Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>At XYZ Loc·然后，用一系列的RUN命令（或GUI）定義管路延伸的增量。（管路單元在激活

9、坐標(biāo)下沿直線生成）每一個RUN命令用PUNIT命令指定長度格式的尺寸的生成一個節(jié)點和一個PIPE16單元（連同其實常數(shù)、材料屬性和載荷）。命令：RUNGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Pipe Run由兩個或更多的已有管路單元共享的節(jié)點處插入彎管和其它組元（T形管、閥門、節(jié)流器、法蘭盤、波紋管和彈簧約束）。考慮到插入的組元程序會自動更新模型的外形尺寸。插入的管路組件從相鄰的直管取得特性和載荷。·用下列方法定義彎管。命令：BENDGUI: Main Menu>Preprocessor>C

10、reate>Piping Models>Elbow·用下列方法定義斜彎管：命令：MITERGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Miter·用下列方法定義T形管命令：TEEGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Pipe Tee·用下列方法定義管路閥門：命令：VALVEGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>

11、Valve·用下列方法定義管路的節(jié)流器：命令：REDUCEGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Reducer·用下列方法定義管路的法蘭盤：命令：FLANGEGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Flange·用下列方法定義管路的波紋管：命令：BELLOWGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Bellows·

12、;用下列方法定義管流的彈簧約束：命令：PSPRNGGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Spring Support·用下列方法定義管流中的彈簧間隙約束：命令：PGAPGUI: Main Menu>Preprocessor>Create>Piping Models>Spring-Gap Supp另一個BRANCH命令定義已定義的管路與另一段管路分叉的交叉點。后面的RUN命令，從上一交叉點按遞增方式定義另一段直管單元。BRANCH和RUN命令及其GUI途徑在本節(jié)之前有敘述。10.

13、3.3.1 查看和修改管路模型一旦完成了管路數(shù)據(jù)的輸入，就可用通常的列表和顯示命令NLIST，NPLOT， ELIST，EPLOT，SFELIST，SFELTST，BFELIST等查看保存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)的信息。如果必要可用標(biāo)準(zhǔn)的修改模型和載荷的程序來修改數(shù)據(jù)。（詳見本手冊的§8和ANSYS Basic Analysis Guide的§2）。10.4輸入示例考查以下管路數(shù)據(jù)的輸入的示例：! Sample piping data input!/FILNAM,SAMPLE/TITLE,SAMPLE PIPING INPUT/UNITS,BIN ! Areminder that con

14、sistent units are British inches!/PREP7 ! Define material properties for pipe elementsMP,EX,1,30e6MP,ALPX,1,8e-6 MP,DENS,1,.283 PUNIT,1 ! Units willbe read as ft+in+fraction and converted to! decimal inchesPSPEC,1,8,STD ! 8-inch standard pipePOPT,B31.1 ! Piping analysis standard: ANSI B31.1PTEMP,200

15、 ! Temperature = 200 degPPRES,1000 ! Internal pressure = 1000 psiPDRAG,-.2 ! Drag = 0.2 psiin -Z direction at any height (Y)BRANCH,1,0+12,0+12! Start first pipe run at (12",12",0")RUN,7+4 ! Run 7"-4" in +Y directionRUN,9+5+1/2 ! Run 9"-5 1/2" in +X directionRUN,-8+

16、4 ! Run 8"-4" in -Z directionRUN,8+4 ! Run 8"-4" in +Y direction/PNUM,NODE,1/VIEW,1,1,2,3 EPLOT ! Identifynode number at which 2nd run startsBRANCH,4 !Start second pipe run at node 4RUN,6+2+1/2 ! Run 6"-2 1/2" in +X directionTEE,4,WT ! Insert a tee at node 4/PNUM,DEFA/P

17、NUM,ELEM,1EPLOT ! Identifyelement numbers for bend and miter insertsBEND,1,2,SR ! Insert a"short-radius" bend between elements 1 and 2MITER,2,3,LR,2 ! Insert atwo-piece miter between elements 2 and 3/PNUM,DEFA/PNUM,NODE,1! Zoom in on miterbend to identify nodes for spring hangers/ZOOM, 1, 242.93 , 206.62 , -39.059 , 26.866 PSPRNG,14,TRAN,1e4,0+12 ! Insert Y-direction spring at node 14PSPRNG,16,TRAN,1e4,0