【AIFEM案例操作】压力容器强度分析
AIFEM是由天洑自主研发的一款通用的智能结构仿真软件，助力用户解决固体结构相关的静力学、动力学、振动、热力学等实际工程问题，软件提供高效的前后处理工具和高精度的有限元求解器，帮助用户快速、深入地评估结构的力学性能，加速产品的设计迭代。
一、概 要
1）案例描述
压力容器为承载一定压力的密闭容器，一旦损坏后果严重。本案例对压力容器承压工况进行分析。
2）几何
某型压力容器下半部分模型如图1-1（a）所示，考虑到对称性，选择取其四分之一模型进行分析，如图1-1（b）。
图1-1 几何模型
3）材料
杨氏模量：205GPa，泊松比：0.28
4）载荷
内表面E压力：8.83MPa，端部表面C压力：-65.896MPa
5）边界条件
面A ：Z轴对称，面B：X轴对称，面D：Uz=0mm
二、建 模
1）新建方案
① 启动AIFEM 2023R2；
② 点击创建方案，在新建方案弹窗中，填写文件名《压力容器》，点击保存。
图2-1 AIFEM窗口
图2-2 新建方案
2）几何
① 点击几何>导入，弹出导入几何文件弹窗；
② 在导入几何文件弹窗中，选择几何文件Pressurized_container.stp；
③ 选择默认的‘导入为新模型’，将其导入为‘Pressurized_container’，点击导入。
图2-3 几何导入
3）网格
① 点击有限元模型>四面体网格，弹出四面体网格弹窗；
② 在四面体网格弹窗中，选择整个模型为对象，点击对象右侧的确定；
③ 将全局网格尺寸修改为20mm；④ 点击局部网格细化右侧+按钮，弹出局部网格细化弹窗。
图2-4 网格尺寸设置
① 在局部网格细化弹窗中，选择模型过渡圆角处为对象（两个对称面各有两个圆角，共4个），点击对象右侧的确定；
② 将局部网格尺寸修改为5mm；
③ 点击确定；
④ 回退至四面体网格弹窗，点击生成。
图2-5 局部网格细化
图2-6 网格生成
4）材料
① 点击有限元模型>材料库。在材料库弹窗中，a.选择系统材料库中steel材料；b.点击’>’将其添加至模型材料库中；点击确定；
② 点击有限元模型>固体属性，在固体属性弹窗中，a.选择整个模型为对象，点击右上角确定；b.选择对应的几何赋予steel材料属性；点击确定。
图2-7 材料赋予
三、分 析
1）分析步
点击有限元分析>新增分析，创建一个‘结构分析’ ，选择子分析步为静力，点击确定。
图3-1 分析步创建
2）边界条件
① 点击有限元分析>位移/旋转，可弹出位移/旋转弹窗；
② 在位移/旋转弹窗中，a.选择面D为对象，点击右上确定; b.指定位移Uy=0mm。点击确定。
图3-2 边界条件设置
3）载荷
① 点击有限元分析>对称/固定，即可打开对称/固定弹窗；
② 在第1个对称/固定弹窗中，a.选择对象为面A；b.选择关于Z轴对称。勾选继续新增，点击确定；
③ 在第2个对称/固定弹窗中，a.选择对象为面B；b.选择关于X轴对称。反勾选继续 新增，点击确定。
图3-3 载荷设置
① 点击有限元分析>对称/固定，即可打开对称/固定弹窗；
② 在第1个对称/固定弹窗中，a.选择对象为面A；b.选择关于Z轴对称。勾选继续新增，点击确定。
③ 在第2个对称/固定弹窗中，a.选择对象为面B；b.选择关于X轴对称。反勾选继续 新增，点击确定。
图3-4 载荷设置
4）求解
① 点击有限元分析>求解，出现求解弹窗；
② 在求解弹窗中，定义输出名称及求解模型，点击求解提交计算。
图3-4 求解
四、后处理
1）云图查看
① 求解完成后，软件自动导入结果；
② a.在视口区左侧选择S及其下Mises；b.视口区下侧选择相应帧，c.默认变形系数，进行应力云图查看；
③ a.在视口区左侧选择U及其下Magnitude；b.视口区下侧选择相应帧，c.默认变形系数，进行位移云图查看。
图4-1 应力云图
图4-2 位移云图