带肋圆柱壳结构广泛应用于许多工程实践之中，潜艇耐压船体就是典型的带肋圆柱壳结构。随着极限潜深的增大，耐压壳体的承载能力要求随之提高，这必然对潜艇的结构设计提出进一步的要求。结构强度分析是进行结构设计和可靠性分析的前提，一般情况下，根据结构使用情况和有关原理，在现有规范的限制下进行结构强度的计算。这对于一般的不是太复杂的中小型结构形式可以实现，但对于结构较为复杂的大型结构，手算工作量较大甚至成为不可能，这时一些大型的有限元分析软件为设计者提供了很大的帮助。本研究用ANSYS有限元分析软件对带肋圆柱壳结构的强度进行分析研究。影响带肋圆柱壳结构强度的因素，很多，涉及到材料性能及结构尺寸等。图为与本计算相关的工程实体结构的简图。本结构为巧跨的环肋圆柱壳，T型肋骨。列出了相关参数。本结构的设计允许荷载是294MPa均匀外压，材料的屈服强度为649.25MPa。
      在用ANSYS对结构进行强度分析时，有限元模型的建立是求解的关键环节，本研究就带肋圆柱壳结构有限元模型建立中网格划分精度对计算结果的影响进行讨论。本研究的带肋圆柱壳结构为壳体单元，所以选择SHELL63单元。在有限元模型建立中，网格划分是其关键工作之一，网格划分的粗细程度决定了计算的精度和计算的速度。一般情况，网格划分的越细其计算结果越精确，但计算所用的时间也越长。
      在用ANSYS进行结构分析时，常采用智能尺寸划分网格和定义单元尺寸划分网格两种方式设定智能尺寸后，网格划分器对将要划分网格的面或体上的所有线估算单元边长大小，对集合体上的弯曲区域的线进行细化，自动生成合理形状的单元和单元尺寸分布。通过基本控制设置网格尺寸的等级从1精细到10粗略，一般结构取值6基本能够满足要求。对所示的带肋圆柱壳结构在采用不同的网格尺寸等级值划分网格时的应力值进行了计算，列出了不同网格尺寸等级时典型跨跨中和肋骨根部的最大等效应力值以及相应的单元总数和计算用时。定义单元尺寸是通过设定单元边长或分割的单元个数来控制单元尺寸。
      当设定单元边长后，系统会根据所设定之值沿着实体表面边界的长度进行分割，如不能根据此值将线段分成整数倍，则系统会自动对其进行取整，将线段分割成整数份。对所列的带肋圆柱壳结构的应力进行了计算，列出了部分不同单元尺寸时典型跨跨中和肋骨根部的最大等效应力值以及相应的单元总数和计算用时。当网格尺寸由大变小时，相应典型跨跨中的等效应力值和各肋骨根部的等效应力值都有增大的趋势，其中跨中的等效应力值增大不多，各肋骨根部的等效应力值增大较为明显。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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