ANSYS弹性及塑性1讲解
ANSYS塑性
塑性基础
… 综述
Training Manual
… 比例极限和屈服点:
• 因为通常屈服点和比例极限之间差别很小, ANSYS 程序总是假定 它们是相同.
• 屈服点以下的应力-应变曲线部分称为弹性区, 屈服点以上的部分称 为塑性区.
屈服点
弹性
塑性
5-9
Basic Structural Nonlinearities
塑性基础
… 概述
Training Manual
塑性:
• 塑性变形是由于剪切应力(偏应力)引起的原子面的滑移而产生的 。这中错位运动本质上晶体结构中的原子重组,使其与新的原子相 邻。
– 卸载后,得到不可回复的应变或永久变形 – 滑移一般不产生任何体应变(不可压缩的条件下),不象弹性变形
屈服点y
卸载
弹性
• 屈服面随塑性流动在所有方向均
匀膨胀.
2
后继屈服面 初始屈服面
1
后继屈服面
初始屈服面
1 • 对于小应变循环载荷, 大多数材料显示出随动强化行为.
5-18
Basic Structural Nonlinearities
塑性基础
… 概述
随动强化:
• 线性随动强化的应力应变行为表述如下:
3
后继屈服面 '
塑性
5-5
塑性基础
… 概述
低碳钢的典型应力-应变曲线(夸大)
Training Manual
Basic Structural Nonlinearities
上屈服点
应变强化
弹性
理想塑性
破坏
5-6
Basic Structural Nonlinearities
ANSYS弹性及塑性分析(非常经典)
目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例(GUI方法) (9)塑性分析实例(命令流方法) (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:•什么是塑性•塑性理论简介•ANSYS程序中所用的性选项•怎样使用塑性•塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS程序中,假定它们相同。
在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关,这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解—内部的应力,应变分布—存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静力分析所经历的应变率范围,两者的应力-应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
工程应力,应变与真实的应力、应变:塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。
Ansys模拟表面效应单元模拟带穿透圆孔螺栓的弹塑性扭转问题
Ansys模拟表面效应单元模拟带穿透圆孔螺栓的弹塑性扭转问题问题描述用 ANSYS 表面效应单元模拟对带穿透圆孔螺栓施加扭转荷载,载荷和边界条件:沿螺栓上端的扭矩 Mt 等效为切向等效切应力:q=100MPa,底部固定 (UX=UY=UZ=0)。
设:螺栓直径 d=100mm,螺栓长度 L=400mm,螺帽直径 D=160mm,螺帽高度 H=30mm。
在螺栓长度一半处穿透圆孔直径 d=10mm。
材料的弹性模量为 E=200GPa,泊松比 v=0.3,材料应力—应变关系为 ANSYS 非线性弹塑模型--Voce 非线性等向强化 (NLISO):σ=250+600*[1-EXP(-16.9*εP)(MPa),屈服强度σY = 250MPa ,假设为各向同性硬化材料,使用 Mises 屈服准则和关联流动法则。
1Main Menu: Preprocessor →Element Type→Add/Edit/Delete →Add→select Solid Brick 8node185→O K2Main Menu: Preprocessor →Material Props → Material Models→Structural → Nonlinear →Inelastic→ Rate independent → Isotropic hardening plasticity → Mises plasticity → Nonlinear→ inputEX:200e3, PRXY:0.3 → Sigy0:250, R o=0,Rinf=600,b=16.9→ OK3生成带帽螺栓。
分别生成中空圆环状的螺帽(R=80mm, r=50mm, H=30mm)和圆柱状的螺栓(r=50mm,L=400mm),然后用布尔命令 Glue,将两体结合.生成竖直圆孔,先平移工作平面Utility Menu→WorkPlane→offset WP by Increments:X,Y, Z Offsets 输入0,0,200 点击 ApplyXY,YZ,ZX Angles 输入 0,-90, 0 点击 OK。
ANSYS弹性及塑性分析非常经典
目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例(GUI方法) (9)塑性分析实例(命令流方法) (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:∙什么是塑性∙塑性理论简介∙ANSYS程序中所用的性选项∙怎样使用塑性∙塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS程序中,假定它们相同。
在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关,这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解—内部的应力,应变分布—存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静力分析所经历的应变率范围,两者的应力-应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
工程应力,应变与真实的应力、应变:塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。
ANSYS弹塑性分析教程
弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:∙ 什么是塑性 ∙ 塑性理论简介∙ ANSYS 程序中所用的性选项 ∙ 怎样使用塑性 ∙ 塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时,表现为弹性行为,也 就 是说,当 移 走 载 荷 时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS 程序中,假定它们相同。
在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关,这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解—内部的应力,应变分布—存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静 力分 析所经历的应变率范围,两者的应力-应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
工程应力,应变与真实的应力、应变: 塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。
材料数据可能是工程应力(P A 0)与工程应变(∆l 0),也可能是真实应力(P/A )与真实应变(nL l l ()0)。
大应变的塑性分析一般采用真实的应力,应变数据而小应变分析一般采用工程的应力、应变数据。
什么时候激活塑性:当材料中的应力超过屈服点时,塑性被激活(也就是说,有塑性应变发生)。
而屈服应力本身可能是下列某个参数的函数。
谈弹塑性分析在ANSYS WORKBENCH中的数值模拟
下进行三维结构的静力分析 , 得 出了结构 的应 力、 位移等变化形式 , 体现 了弹塑性分 析在 工程数值 模拟 中的应用与价值 。
关键词 : 弹塑性分析 , A N S Y S WO R K B E N C H, 结构
中图 分 类 号 : T U 3 1 3 文献标识码 : A
・
3 2 l 4年 6月
山 西 建 筑
S HANXI ARC HI I EC T URE
Vo 1 . 4 0 N o . 1 8
J u n . 2 0 1 4
文章编号 : 1 0 0 9 — 6 8 2 5 ( 2 0 1 4 ) 1 8 — 0 0 3 2 ・ 0 3
两种不 同的形式 J 。 定从 自然状态开始 的全部边界条件变化过程 的情 况下 , 才 可 能跟
1 弹 塑性 力学 边值 问题
4 加 强层 的设 置
由于结构 的侧 向刚度不 能满 足要 求 , 根据 建筑 竖 向功能 布
踪 给定 的加载历 史 , 确 定物体 内应力 和位移 的变化过程 。此时 ,
0 引言
一
1 . 1 全 量分析
在物体 Q 内给定 体力 , 边界 厂 盯上给 定面力 , 边 界 上
般情况下 , 弹塑性 问题会涉及 到复杂 的非 线性本构 方程而
难以得到解析解答 。但在一些 问题 中 , 材料在 一些简单 的应力 状 给定位移 。在适宜采用全量本构 方程 的情 况下 , 要 求确 定物体 态且其主应力大小次序 明确 , 如果再假定材 料是理想 的弹塑性 或 内各点 的应力 o r , 应 变 和位移 u 使其满足 控制方程 和边界条 线性硬化的 , 则 它们就 成为可简 单求 解 的问题 , 例如 一些 梁 的横 件 。在形式上 , 弹塑性 问题全量 分析 与线 弹塑性 分析 一 样 , 只是 向弯 曲、 厚壁 圆筒承 受压力 、 柱 体扭转 等问题 。在这 些 问题 的求 本构方程不用 , 其 中控制方程 1 5个 , 未 知量也是 1 5个 , 故在 给定
ansys粘塑性分析-Anand模型
式中
[ ( )] ε&cr
− C4
= C1e T
sinh
C2σ
C3
C1
=
A,
C2
=
ξ
s
,
C3
=
1, m
C4
=
Q R
双曲正弦蠕变方程和 Anand 模型的主要区别是演化方程 [变形 抗力(s)], 下面解释
演化方程(应变强化/软化)为:
式中
( ) s& = ⎪⎩⎪⎨⎧ho
B
a
B B
⎪⎭⎪⎬⎫ε&in
s t res s (e.g., psi, MPa) s t res s (e.g., psi, MPa)
dimensionless
dimensionless, a>1.0
所有常数必须为正的。
前面幻灯片所示的 Anand 模型的9个材料常 数可以通过命令或材料 GUI 定义(如下所示):
– 通过 TB,ANAND 定义 Anand 模型。
8
9
Pa ra m e te r De scription
so Q/R
A
initial value of deformation res is t anc e activation energy divided by universal gas constant pre-exponential factor
ANAND支持的单元
• 仅有三种单元类型支持Anand模型: VISCO106-108
– VISCO106-108 是基于惩罚的混合 U-P 单 元(参考本书第2章)。
• VISCO106 是低阶2D单元。 • VISCO107 是低阶3D单元。 • VISCO108 是高阶2D单元。
ansys-塑性变形[指南]
塑性变形中文名称:塑性变形英文名称:plastic deformation定义:岩体、土体受力产生的、力卸除后不能恢复的那部分变形。
应用学科:水利科技(一级学科);岩石力学、土力学、岩土工程(二级学科);土力学(水利)(三级学科)塑性变形(Plastic Deformation),的定义是物质-包括流体及固体在一定的条件下,在外力的作用下产生形变,当施加的外力撤除或消失后该物体不能恢复原状的一种物理现象。
材料在外力作用下产生而在外力去除后不能恢复的那部分变形塑性变形。
材料在外力作用下产生应力和应变(即变形)。
当应力未超过材料的弹性极限时,产生的变形在外力去除后全部消除,材料恢复原状,这种变形是可逆的弹性变形。
当应力超过材料的弹性极限,则产生的变形在外力去除后不能全部恢复,而残留一部分变形,材料不能恢复到原来的形状,这种残留的变形是不可逆的塑性变形。
在锻压、轧制、拔制等加工过程中,产生的弹性变形比塑性变形要小得多,通常忽略不计。
这类利用塑性变形而使材料成形的加工方法,统称为塑性加工。
机理固态金属是由大量晶粒组成的多晶体,晶粒内的原子按照体心立方、面心立方或紧密六方等方式排列成有规则的空间结构。
由于多种原因,晶粒内的原子结构会存在各种缺陷。
原塑性变形子排列的线性参差称为位错。
由于位错的存在,晶体在受力后原子容易沿位错线运动,降低晶体的变形抗力。
通过位错运动的传递,原子的排列发生滑移和孪晶(图1)。
滑移是一部分晶粒沿原子排列最紧密的平面和方向滑动,很多原子平面的滑移形成滑移带,很多滑移带集合起来就成为可见的变形。
孪晶是晶粒一部分相对于一定的晶面沿一定方向相对移动,这个晶面称为孪晶面。
原子移动的距离和孪晶面的距离成正比。
两个孪晶面之间的原子排列方向改变,形成孪晶带。
滑移和孪晶是低温时晶粒内塑性变形的两种基本方式。
多晶体的晶粒边界是相邻晶粒原子结构的过渡区。
晶粒越细,单位体积中的晶界面积越大,有利于晶间的移动和转动。
ANSYS弹性及塑性分析报告(非常经典)
目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例(GUI方法) (9)塑性分析实例(命令流方法) (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:•什么是塑性•塑性理论简介•ANSYS程序中所用的性选项•怎样使用塑性•塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS程序中,假定它们相同。
在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关,这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解—内部的应力,应变分布—存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静力分析所经历的应变率范围,两者的应力-应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
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ANSYS弹性及塑性(详细、全面)1讲解
目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例(GUI方法) (9)塑性分析实例(命令流方法) (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:•什么是塑性•塑性理论简介•ANSYS程序中所用的性选项•怎样使用塑性•塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS程序中,假定它们相同。
在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关,这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解—内部的应力,应变分布—存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静力分析所经历的应变率范围,两者的应力-应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
工程应力,应变与真实的应力、应变:塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。
ANSYS中几个概念解释 杨氏模量 弹性模量 剪切模量 体积模量 强度 刚度 泊松比
杨氏模量、弹性模量、剪切模量、体积模量、强度、刚度,泊松比“模量”可以理解为是一种标准量或指标。
材料的“模量”一般前面要加说明语,如弹性模量、压缩模量、剪切模量、截面模量等。
这些都是与变形有关的一种指标。
杨氏模量(Young'sModulus )——杨氏模量就是弹性模量,这是材料力学里的一个概念。
对于线弹性材料有公式σ(正应力)=E ε(正应变)成立,式中σ为正应力,ε为正应变,E为弹性模量,是与材料有关的常数,与材料本身的性质有关。
杨(ThomasYoung1773~1829)在材料力学方面,研究了剪形变,认为剪应力是一种弹性形变。
1807年,提出弹性模量的定义,为此后人称弹性模量为杨氏模量。
钢的杨氏模量大约为2×1011N?m -2,C30混凝土是3.00×1010N?m -2。
弹性模量(ElasticModulus )E ——弹性模量E 是指材料在弹性变形范围内,作用于材料上的纵向应力与纵向应变的比例常数。
也常指材料所受应力(如拉伸,压缩,弯曲,剪切等)与材料产生的相应应变之比。
弹性模量是表征晶体中原子间结合力强弱的物理量,故是组织结构不敏感参数。
在工程上,弹性模量则是材料刚度的度量,是物体变形难易程度的表征。
弹性模量E 是在比例极限内,应力与材料相应的应变之比。
对于有些材料在弹性范围内应力-应变曲线不符合直线关系的,则可根据需要可以取切线弹性模量、割线弹性模量等人为定义的办法来代替它的弹性模量值。
根据不同的受力情况,有相应的拉伸弹性模量(杨氏模量)、剪切弹性模量(刚性模量)、体积弹性模量、压缩弹性模量等。
剪切模量G (ShearModulus )——剪切模量是指剪切应力与剪切应变之比,它表征材料抵抗切应变的能力。
模量大,则表示材料的刚性强。
剪切模数G 是材料的基本物理特性参数之一,可表示材料剪切变形的难易程度;与杨氏(压缩、拉伸)弹性模量E 、泊桑比ν并列为材料的三项基本物理特性参数,在材料力学、弹性力学中有广泛的应用。
ANSYS中金属材料的力学性能指标
金属材料的力学性能指标分类:机械工程材料的常用性能:使用性能(力学、物理、化学)和工艺性能(加工、铸造、焊接)一、材料变形的过程三个阶段:弹性变形、弹塑性变形、断裂。
二、刚度定义:工程上,指构件或零件在受力时抵抗弹性变形的能力。
计算:等于材料弹性模量E与零构件截面积A的乘积。
弹性模量E:材料在弹性变形范围内,应力与应变成正比,其比值为弹性模量E=σ/ε(MPa)。
它表示的是材料抵抗弹性变形的能力,反映了材料发生弹性变形的难易程度。
二、强度、塑性、硬度——材料在静载荷下的性能指标1.强度定义:在外力作用下,材料抵抗变形或断裂的能力。
物理意义:材料在每个变形阶段的应力极限值。
(1)弹性极限σe材料在外力作用下发生纯弹性变形的最大应力值为弹性极限σe,即A点对应的应力值,表征材料发生微量塑性变形的抗力。
(2)屈服强度σs试样发生屈服现象时的应力值,屈服点S的应力值称为屈服强度σS,表征材料开始发生明显的塑性变形。
没有明显的屈服现象发生的材料,用试样标距长度产生0.2%塑性变形时的应力值作为该材料的屈服强度,用σ0.2表示,称为条件屈服强度。
意义同σS。
(3)抗拉强度σb材料在拉伸载荷作用下所能承受的最大应力值σb称为抗拉强度或强度极限,表征材料的断裂抗力。
强度是零件设计和选材的主要依据。
2.塑性定义:材料在外力作用下,产生塑性变形而不破断的能力称为塑性。
指标:工程上常用延伸率δ和断面收缩率ψ作为材料的塑性指标。
材料的δ和ψ值越大,塑性越好。
3.硬度定义:指材料表面抵抗局部塑性变形的能力,是表征材料软硬程度的一种性能。
通常材料的强度越高,硬度也越高,耐磨性也越好。
硬度指标:与试验方法有关。
生产上,常用静载压入法,常用方法有:布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度。
布氏硬度HBS:淬火钢球压头,压痕大,不能测太硬度的材料,适用于测量退火和正火钢、铸铁、有色金属等材料的硬度。
洛氏硬度HRC:锥角为120°的金刚石圆锥体压头,适用于调质钢、淬火钢、渗碳钢等硬度的测量。
ANSYS结构非线性分析指南(一至三章)
ANSYS结构非线性分析指南(一到三章)屈服准则概念:1.理想弹性材料物体发生弹性变形时,应力与应变完全成线性关系,并可假定它从弹性变形过渡到塑性变形是突然的。
2.理想塑性材料(又称全塑性材料)材料发生塑性变形时不产生硬化的材料,这种材料在进入塑性状态之后,应力不再增加,也即在中性载荷时即可连续产生塑性变形。
3.弹塑性材料在研究材料塑性变形时,需要考虑塑性变形之前的弹性变形的材料这里可分两种情况:Ⅰ.理想弹塑性材料在塑性变形时,需要考虑塑性变形之前的弹性变形,而不考虑硬化的材料,也即材料进入塑性状态后,应力不再增加可连续产生塑性变形。
Ⅱ.弹塑性硬化材料在塑性变形时,既要考虑塑性变形之前的弹性变形,又要考虑加工硬化的材料,这种材料在进入塑性状态后,如应力保持不变,则不能进一步变形。
只有在应力不断增加,也即在加载条件下才能连续产生塑性变形。
4.刚塑性材料在研究塑性变形时不考虑塑性变形之前的弹性变形。
这又可分两种情况:Ⅰ.理想刚塑性材料在研究塑性变形时,既不考虑弹性变形,又不考虑变形过程中的加工硬化的材料。
Ⅱ.刚塑性硬化材料在研究塑性变形时,不考虑塑性变形之前的弹性变形,但需要考虑变形过程中的加工硬化材料。
屈服准则的条件:1.受力物体内质点处于单向应力状态时,只要单向应力大到材料的屈服点时,则该质点开始由弹性状态进入塑性状态,即处于屈服。
2.受力物体内质点处于多向应力状态时,必须同时考虑所有的应力分量。
在一定的变形条件(变形温度、变形速度等)下,只有当各应力分量之间符合一定关系时,质点才开始进入塑性状态,这种关系称为屈服准则,也称塑性条件。
它是描述受力物体中不同应力状态下的质点进入塑性状态并使塑性变形继续进行所必须遵守的力学条件,这种力学条件一般可表示为)=Cf(σij又称为屈服函数,式中C是与材料性质有关而与应力状态无关的常数,可通过试验求得。
屈服准则是求解塑性成形问题必要的补充方程。
1.1 什么是结构非线性在日常生活中,经常会遇到结构非线性。
ANSYS弹性及塑性分析(非常经典)
目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例(GUI方法) (9)塑性分析实例(命令流方法) (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:什么是塑性塑性理论简介ANSYS程序中所用的性选项怎样使用塑性塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS程序中,假定它们相同。
在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关,这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解—内部的应力,应变分布—存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静力分析所经历的应变率范围,两者的应力-应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
工程应力,应变与真实的应力、应变:塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。
ANSYS弹塑性分析
弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:∙什么是塑性∙塑性理论简介∙ANSYS程序中所用的性选项∙怎样使用塑性∙塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时,表现为弹性行为,也就是说,当移走载荷时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS程序中,假定它们相同。
在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关,这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解—内部的应力,应变分布—存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静力分析所经历的应变率范围,两者的应力-应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
工程应力,应变与真实的应力、应变:塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。
材料数据可能是工程应力(P A0∆l l0n L l l())与工程应变(),也可能是真实应力(P/A)与真实应变()。
0大应变的塑性分析一般采用真实的应力,应变数据而小应变分析一般采用工程的应力、应变数据。
什么时候激活塑性:当材料中的应力超过屈服点时,塑性被激活(也就是说,有塑性应变发生)。
而屈服应力本身可能是下列某个参数的函数。
∙温度∙应变率∙以前的应变历史∙侧限压力∙其它参数塑性理论介绍在这一章中,我们将依次介绍塑性的三个主要方面:∙屈服准则∙流动准则∙强化准则屈服准则:对单向受拉试件,我们可以通过简单的比较轴向应力与材料的屈服应力来决定是否有塑性变形发生,然而,对于一般的应力状态,是否到达屈服点并不是明显的。
ANSYS弹塑性分析教程
弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:∙ 什么是塑性 ∙ 塑性理论简介∙ ANSYS 程序中所用的性选项 ∙ 怎样使用塑性 ∙ 塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点时,表现为弹性行为,也 就 是说,当 移 走 载 荷 时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在ANSYS 程序中,假定它们相同。
在应力一应变的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关,这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解—内部的应力,应变分布—存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静 力分 析所经历的应变率范围,两者的应力-应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
工程应力,应变与真实的应力、应变: 塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。
材料数据可能是工程应力(P A)与工程应变(∆ll),也可能是真实应力(P/A )与真实应变(nL l l ()0)。
大应变的塑性分析一般采用真实的应力,应变数据而小应变分析一般采用工程的应力、应变数据。
什么时候激活塑性:当材料中的应力超过屈服点时,塑性被激活(也就是说,有塑性应变发生)。
而屈服应力本身可能是下列某个参数的函数。
ANSYS中材料非线性模型介绍与选择1
1.强化应力达到屈服点后,继续加载(如果切线弹模大于0),有塑形变形,应力升高,然后卸载,这时是弹性的,再加载还是弹性的,直到应力得到卸载时的应力值才开始新的屈服。
这种屈服点升高的现象称为强化。
强化机理:塑性变形对应于微观上的位错运动。
在塑性变形过程中不断产生新的位错,位错的相互作用提高了位错运动的阻力。
这在宏观上表现为材料的强化,在塑性力学中则表现为屈服面的变化。
各种材料的强化规律须通过材料实验资料去认识。
利用强化规律得到的加载面(即强化后的屈服面)可用来导出具体材料的本构方程。
强化规律比较复杂,一般用简化的模型近似表示。
目前广泛采用的强化模型是等向强化模型和随动强化模型。
2.等向强化如果材料在一个方向屈服强度提高(强化)在其它方向的屈服强度也同时提高,这样的材料叫等向强化材料。
等向强化模型假设,在塑性变形过程中,加载面作均匀扩大,即加载面仅决定于一个强化参量q。
如果初始屈服面是f*(σij)=0,则等向强化的加载面可表为:f(σij)=f*(σij)-C(q)=0,式中σij为应力分量;C(q)是强化参量q的函数。
通常q可取为塑性功或等效塑性应变式中dε为塑性应变ε的增量;式中重复下标表示约定求和。
3.随动强化如果材料在应该方向的屈服点提高,其它方向的屈服应力相应下降,比如拉伸的屈服强度提高多少,反向的压缩屈服强度就减少多少,这样的材料叫随动强化材料。
随动强化模型假设,在塑性变形过程中,加载面的大小和形状不变,仅整体地在应力空间中作平动。
以αij代表加载面移动矢量的分量,则加载面可表为:f(σij)=f*(σij-αij)=0,式中可取αij=Aε,A为常数。
4.材料模型选择对于多数实际材料,强化规律大多介于等向强化和随动强化之间。
在加载过程中,如果在应力空间中应力矢量的方向(或各应力分量的比值)变化不大,则等向强化模型及实际情况较接近。
由于这种模型便于数学处理,所以应用较为广泛。
随动强化模型考虑了包辛格效应,可应用于循环加载和可能反向屈服的问题中。
ANSYS塑性分析指南
ANSYS塑性分析指南引言:塑性分析是材料力学中的一个重要研究内容,它可以用来研究材料在外力作用下的塑性变形和破坏行为。
ANSYS作为一种常用的有限元分析软件,可以进行复杂结构的塑性分析。
本文将提供一份ANSYS塑性分析的指南,以帮助读者了解塑性分析的基本原理和使用ANSYS进行塑性分析的基本流程。
一、塑性分析的基本原理塑性分析基于塑性力学理论,其基本原理包括:弹性和塑性本构关系、流动规则和判据准则。
弹性和塑性本构关系是描述材料在加载作用下的应力应变关系的数学表达式。
流动规则是描述材料的变形行为的数学表达式,它代表了材料的塑性流动过程。
判据准则用于判断材料是否发生应力屈服或破坏。
二、ANSYS塑性分析的基本步骤1.建立有限元模型:首先根据实际结构建立有限元模型,在ANSYS软件中进行网格划分,选择适当的元素类型和网格密度。
2.设定材料本构关系:根据实际材料的力学性能,设定材料的弹性和塑性本构关系,在ANSYS中选择相应的材料模型,并设定材料的本构参数。
3.定义边界条件:根据实际结构的边界条件,定义结构的约束和加载方式,在ANSYS中设定相应的节点约束和荷载。
4.运行塑性分析:利用ANSYS提供的塑性分析功能运行分析,得到结构的应力、应变和变形等结果。
5.结果分析和后处理:根据分析结果,评估结构的安全性和可靠性,进行优化设计。
利用ANSYS提供的后处理工具进行结果的可视化和数据的提取。
三、ANSYS塑性分析的扩展功能除了基本的塑性分析功能,ANSYS还提供了一些扩展功能,以满足复杂结构的塑性分析需求。
以下是其中的几个扩展功能:1.动态塑性分析:用于研究结构在动态载荷作用下的塑性响应,如爆炸、冲击等。
2.温度场塑性分析:用于研究材料在高温环境下的塑性行为。
3.多尺度塑性分析:用于研究材料的微观塑性行为,并将其引入宏观塑性分析中。
4.非线性大变形塑性分析:用于研究结构在大变形和塑性变形条件下的力学行为。
ANSYS塑性成形计算机仿真
ANSYS塑性成形计算机仿真ANSYS塑性成形计算机仿真在工程领域中起到了非常重要的作用。
通过计算机仿真,可以预测材料在塑性成形过程中的行为,优化工艺参数,提高产品质量和生产效率。
本文将对ANSYS塑性成形计算机仿真进行详细介绍。
在传统的工艺设计中,通常需要通过试验来确定最佳工艺参数。
然而,试验成本高昂且耗时长。
而ANSYS塑性成形计算机仿真可以通过建立适当的模型和参数设置来模拟实际的成形过程,准确预测材料在成形过程中的行为和性能。
1.定义几何模型:首先需要通过计算机辅助设计软件绘制产品的三维几何模型,然后将几何模型导入到ANSYS软件中。
2.材料建模:根据实际材料的力学性能,选择适当的材料模型进行建模。
常见的塑性成形材料包括铝合金、钢材等。
根据实验数据和理论模型,可以通过ANSYS软件中的材料模型参数设置来模拟材料的塑性行为。
3.边界条件和加载:在模拟塑性成形过程中,需要定义适当的边界条件和加载方式。
例如,可以设置初始应力状态、模具和工件之间的摩擦系数、模具的位移或力来加载工件。
4.网格划分:在模拟过程中,需要将几何模型划分为离散的单元网格。
网格划分的精度会影响计算结果的准确性,因此需要根据具体问题进行合理的网格划分。
5.求解和分析:在模拟过程中,通过ANSYS软件的求解器进行计算,可以得到工件在成形过程中的各种参数。
通过对计算结果的分析,可以了解材料的应力分布、变形情况等。
6.优化设计:通过模拟计算结果,可以根据不同的工艺参数进行比较和分析,找到最佳的工艺参数。
可以通过改变模具形状、材料厚度等参数来优化塑性成形过程。
ANSYS塑性成形计算机仿真可以用于各种塑性成形工艺的仿真,包括挤压、拉伸、冲压等。
例如,在汽车工业中,可以使用ANSYS塑性成形计算机仿真来模拟汽车车身的冲压成形过程,预测金属在冲压过程中的变形情况和应力分布,优化工艺参数,提高产品质量和生产效率。
总之,ANSYS塑性成形计算机仿真是一种非常有价值的工程工具,可以在塑性成形过程中提供准确的预测和优化。
ANSYS单元类型讲解
ANSYS单元类型(详细)2009-06-19 13:30把收集到得ANSYS单元类型向大家交流下。
Mass21是由6个自由度的点元素,x,y,z三个方向的线位移以及绕x,y,z轴的旋转位移。
每个自由度的质量和惯性矩分别定义。
Link1可用于各种工程应用中。
根据应用的不用,可以把此元素看成桁架,连杆,弹簧,等。
这个2维杆元素是一个单轴拉压元素,在每个节点都有两个自由度。
X,y,方向。
铰接,没有弯矩。
Link8可用于不同工程中的杆。
可用作模拟构架,下垂电缆,连杆,弹簧等。
3维杆元素是单轴拉压元素。
每个点有3个自由度。
X,y,z方向。
作为铰接结构,没有弯矩。
具有塑性,徐变,膨胀,应力强化和大变形的特性。
Link10 3维杆元素,具有双线性劲度矩阵的特性,单向轴拉(或压)元素。
对于单向轴拉,如果元素变成受压,则硬度就消失了。
此特性可用于静力钢缆中,当整个钢缆模拟成一个元素时。
当需要静力元素能力但静力元素又不是初始输入时,也可用于动力分析中。
该元素是shell41的线形式,keyopt(1)=2,’cloth’选项。
如果分析的目的是为了研究元素的运动,(没有静定元素),可用与其相似但不能松弛的元素(如link8和pipe59)代替。
当最终的结构是一个拉紧的结构的时候,Link10也不能用作静定集中分析中。
但是由于最终局于一点的结果松弛条件也是有可能的。
在这种情况下,要用其他的元素或在link10中使用‘显示动力’技术。
Link10每个节点有3个自由度,x,y,z方向。
在拉(或压)中都没有抗弯能力,但是可以通过在每个link10元素上叠加一个小面积的量元素来实现。
具有应力强化和大变形能力。
Link11用于模拟水压圆筒以及其他经受大旋转的结构。
此元素为单轴拉压元素,每个节点有3个自由度。
X,y,z方向。
没有弯扭荷载。
Link180可用于不同的工程中。
可用来模拟构架,连杆,弹簧,等。
此3维杆元素是单轴拉压元素,每个节点有3个自由度。
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什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS 输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例(GUI方法) (9)塑性分析实例(命令流方法) (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:什么是塑性 «塑性理论简介・ANSY 皐序中所用的性选项*怎样使用塑性 •塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下 ,材料产生永久变形的材料特性 ,对大多的工程材料来说 当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。
另外,大多数材料在其应力低于屈服点 时,表现为弹性行为,也 就是说,当 移走载荷时,其应变也完全消失。
由于屈服点和比例极限相差很小,因此在 ANSYS 程序中,假定它们相同。
在应力一应变 的曲线中,低于屈服点的叫作弹性部分,超过屈服点的叫作塑性部分,也叫作应变强化部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
路径相关性:即然塑性是不可恢复的,那么这种问题的就与加载历史有关, 这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。
路径相关性是指对一种给定的边界条件,可能有多个正确的解一内部的应力,应变分 布一存在,为了得到真正正确的结果,我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。
率相关性:塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数,如果塑性应变的大小与时间有关,这种塑性叫作率无关性塑性,相反,与应变率有关的性叫作率相关的塑性。
大多的材料都有某种程度上的率相关性,但在大多数静 力分 析所经历的应变率范围,两者的应力一应变曲线差别不大,所以在一般的分析中,我们变为是与率无关的。
工程应力,应变与真实的应力、应变:塑性材料的数据一般以拉伸的应力一应变曲线形式给出。
材料数据可能是工程应力 (P/A 。
)与工程应变(川/l 。
),也可能是真实应力(大应变的塑性分析一般采用真实的应力,应变数据而小应变分析一般采用工程的应力、 应变数据。
什么时候激活塑性:当材料中的应力超过屈服点时,塑性被激活(也就是说,有塑性应变发生) 。
而屈服应 力本身可能是下列某个参数的函数。
* 温度 * 应变率* 以前的应变历史 *侧限压力*其它参数塑性理论介绍在这一章中,我们将依次介绍塑性的三个主要方面:屈服准则 * 流动准则 强化准则屈服准则:对单向受拉试件,我们可以通过简单的比较轴向应力与材料的屈服应力来决定是否有塑 性变形发生,然而,对于一般的应力状态,是否到达屈服点并不是明显的。
屈服准则是一个可以用来与单轴测试的屈服应力相比较的应力状态的标量表示 知道了应力状态和屈服准则,程序就能确定是否有塑性应变产生。
屈服准则的值有时候也叫作等效应力,一个通用的屈服准则是Von Mises 屈服准则,。
因此,P/A )与真实应变(当等效应力超过材料的屈服应力时,将会发生塑性变形。
可以在主应力空间中画出Mises屈服准则,见图3- 1。
在3 —D中,屈服面是一个以匚产匚2十3为轴的圆柱面,在2- D中,屈服面是一个椭圆,在屈服面内部的任何应力状态,都是弹性的,屈服面外部的任何应力状态都会引起屈服。
注意:静水压应力状态(2 - 3)不会导致屈服:屈服与静水压应力无关,而只与偏差应力有关,因此,二r=180,二2=二3 = °的应力状态比二C 2 3 = 180 的应力状态接近屈服。
Mises屈服准则是一种除了土壤和脆性材料外典型使用的屈服准则,在土壤和脆性材料中,屈服应力是与静水压应力(侧限压力)有关的,侧限压力越高,发生屈服所需要的剪应力越大。
流动准则:流动准则描述了发生屈服时,塑性应变的方向,也就是说,流动准则定义了单个塑性应pl pl变分量(;x, ;y等)随着屈服是怎样发展的。
A y一般来说,流动方程是塑性应变在垂直于屈服面的方向发展的屈服准则中推导出来的。
这种流动准则叫作相关流动准则,如果不用其它的流动准则(从其它不同的函数推导出来)。
则叫作不相关的流动准则。
强化准则:强化准则描述了初始屈服准则随着塑性应变的增加是怎样发展的。
一般来说,屈服面的变化是以前应变历史的函数,在ANSY皐序中,使用了两种强化准则。
等向强化是指屈服面以材料中所作塑性功的大小为基础在尺寸上扩张。
对Mises屈服准则来说,屈服面在所有方向均匀扩张。
见图3-2。
图3-2 等向强化时的屈服面变化图由于等向强化,在受压方向的屈服应力等于受拉过程中所达到的最高应力。
随动强化假定屈服面的大小保持不变而仅在屈服的方向上移动,当某个方向的屈服应力升高时,其相反方向的屈服应力应该降低。
见图3-3。
图3-3 随动强化时的屈服面变化图在随动强化中,由于拉伸方向屈服应力的增加导致压缩方向屈服应力的降低,所以在对应的两个屈服应力之间总存一个2b 的差值,初始各向同性的材料在屈服后将不再是向同y性的。
塑性选项ANSYS程序提供了多种塑性材料选项,在此主要介绍四种典型的材料选项可以通过激活一个数据表来选择这些选项。
*经典双线性随动强化BKIN*双线性等向强化BISO*多线性随动强化MKIN*多线性等向强化MISO经典的双线性随动强化(BKIN)使用一个双线性来表示应力应变曲线,所以有两个斜率,弹性斜率和塑性斜率,由于随动强化的Vonmises屈服准则被使用,所以包含有鲍辛格效应,此选项适用于遵守Von Mises屈服准则,初始为各向同性材料的小应变问题,这包括大多数的金属。
需要输入的常数是屈服应力 a y和切向斜率E T,可以定义高达六条不同温度下的曲线。
・使用MP命令来定义弹性模量• 弹性模量也可以是与温度相关的切向斜率Et不可以是负数,也不能大于弹性模量在使用经典的双线性随动强化时,可以分下面三步来定义材料特性。
1、定义弹性模量2、激活双线性随动强化选项3、使用数据表来定义非线性特性双线性等向强化(BIS0),也是使用双线性来表示应力一应变曲线,在此选项中,等向强化的Von Mises屈服准则被使用,这个选项一般用于初始各向同性材料的大应变问题。
需要输入的常数与BKIN选项相同。
多线性随动强化(MKIN)使用多线性来表示应力-应变曲线,模拟随动强化效应,这个选项使用Von Mises屈服准则,对使用双线性选项(BKIN)不能足够表示应力—应变曲线的小应变分析是有用的。
需要的输入包括最多五个应力-应变数据点(用数据表输入),可以定义五条不同温度下的曲线。
在使用多线性随动强化时,可以使用与BKIN相同的步骤来定义材料特性,所不同的是在数据表中输入的常数不同,下面是一个用命令流定义多线性随动强化的标准输入。
MPTEMP , ,10, 70MPDATA , EX, 3,, 30ES, 25ESTB , MK2N ,3TBTEMP , ,STRA2NTBDA TA, ,0.01, 0.05, 0.1TBTEMP , 10TBDA TA, ,30000, 37000, 38000TBTEMP , 70TBDA TA, ,225000, 31000, 33000多线性等向强化(MISO )使用多线性来表示使用Von Mises屈服准则的等向强化的应力—应变曲线,它适用于比例加载的情况和大应变分析。
需要输入最多100个应力一应变曲线,最多可以定义20条不同温度下的曲线。
其材料特性的定义步骤如下:1、定义弹性模量2、定义MISO数据表3、为输入的应力-应变数据指定温度值4、输入应力一应变数据5、画材料的应力一应变曲线与MKIN数据表不同的是,MISO的数据表对不同的温度可以有不同的应变值,因此,每条温度曲线有它自己的输入表。
怎样使用塑性在这一章中,我们将介绍在程序中怎样使用塑性,重点介绍以下几个方面♦可用的ANSYS输入* ANSYS输出量•使用塑性的一些原则«加强收敛性的方法•查看塑性分析的结果ANSYS输入:当使用TB命令选择塑性选项和输入所需常数时,应该考虑到:・常数应该是塑性选项所期望的形式,例如,我们总是需要应力和总的应变,而不是应力与塑性应变。
«如果还在进行大应变分析,应力-应变曲线数据应该是真实应力-真实应变。
对双线性选项(BKN, BISO),输入常数cr y和E T可以按下述方法来决定,如果材料没有明显的屈服应力二y,通常以产生0.2%的塑性应变所对应的应力作为屈服应力,而E T可以通过在分析中所预期的应变范围内来拟合实验曲线得到。
其它有用的载荷步选项:使用的子步数(使用的时间步长),既然塑性是一种与路径相关的非线性,因此需要使用许多载荷增量来加载*激活自动时间步长•如果在分析所经历的应变范围内,应力一应变曲线是光滑的,使用预测器选项,这能够极大的降低塑性分析中的总体迭代数。
输出量在塑性分析中,对每个节点都可以输出下列量:EPP—塑性应变分量;:,;p等等EPE Q累加的等效塑性应变SEP—根据输入的应力一应变曲线估算出的对于EPEQ勺等效应力HPRES-静水压应力PS记塑性状态变量PLW-单位体积内累加的塑性功上面所列节点的塑性输出量实际上是离节点最近的那个积分点的值。
如果一个单元的所有积分点都是弹性的(EPEQ= 0))那么节点的弹性应变和应力从积分点外插得到,如果任一积分点是塑性的(EPEQ>0,那么节点的弹性应变和应力实际上是积分点的值,这是程序的缺省情况,但可以人为的改变它。
程序使用中的一些基本原则:下面的这些原则应该有助于可执行一个精确的塑性分析1、所需要的塑性材料常数必须能够足以描述所经历的应力或应变范围内的材料特性。
2、缓慢加载,应该保证在一个时间步内,最大的塑性应变增量小于5% —般来说,如果Fy是系统刚开始屈服时的载荷,那么在塑性范围内的载荷增量应近似为:*0.05*Fy —对用面力或集中力加载的情况Fy —对用位移加载的情况3、当模拟类似梁或壳的几何体时,必须有足够的网格密度,为了能够足够的模拟弯曲反应,在厚度方向必须至少有二个单元。
4、除非那个区域的单元足够大,应该避免应力奇异,由于建模而导致的应力奇异有:单点加载或单点约束*凹角*模型之间采用单点连接单点耦合或接触条件5、如果模型的大部分区域都保持在弹性区内,那么可以采用下列方法来降低计算时间:在弹性区内仅仅使用线性材料特性(不使用TB命令)在线性部分使用子结构加强收敛性的方法:如果不收敛是由于数值计算导致的,可以采用下述方法来加强问题的收敛性:1、使用小的时间步长2、如果自适应下降因子是关闭的,打开它,相反,如果它是打开的,且割线刚度正在被连续地使用,那么关闭它。