Ansys材料参数的定义问题

材料参数的定义问题

我想用过ANSYS的人都知道:ANSYS计算结果的精度,不仅与模型,网格,算法紧密相关,而且材料参数的定义正确与否对结果的可靠性也有决定性的作用,为方便大家的学习,本人就用过的一些材料模型,作出一些总结,并给出相关的命令操作,希望对从事ANSYS应用的兄弟姐妹们有所帮助,水平有限,不对之处还望及时纠正.

先给出线性材料的定义问题,线性材料分为三类:

1.isotropic:各向同性材料

2.orthotropic:正交各向异性材料

3.anisotropic:各向异性材料

1. isotropic各向同性材料的定义:

这种材料比较普遍,而且定义也非常简单,只需定义两个常数:EX, NUXY

NUXY默认为0.3,剪切模量GXY默认为EX/(2(1+NUXY)),如果你定义的是各向同性的弹性材料的话,这个参数一般不用定义.如果要定义,一定要和公式: EX/(2(1+NUXY))的值匹配,否则出错,另泊松比的定义一般推荐不要超过0.5.

相关命令,例如:

mp,ex,1,300e9

mp,nuxy,1,0.25

2.orthotropic:正交各向异性材料:

这种材料也是比较常见的,不过定义起来稍微麻烦一点,需定义的常数

有: EX, EY, EZ, NUXY, NUYZ, NUXZ, GXY, GYZ, GXZ

注意:在这里没有默认值,就是说,如果你某些参数不定义的话,程序会提示出错,比如:XY平面的平面应力问题,如果你只定义了EX, EY,程序将提示你,这是正交各向异性材料, GXY, NUXY是必须的.

相关命令,例如:

mp,ex,1,300e9

mp,ey,1,200e9

mp,nuxy,1,0.25

mp,gxy,1,170e9

…

3.anisotropic:各向异性材料:

各向异性材料定义起来较为复杂,这里我只作些简单的说明,更详细的资料,大家可以去看帮助.对于各向异性弹性材料的定义,需要定义弹性系数矩阵,这个矩阵是一个对称正定阵,因而输入的值一定要为正值.

弹性常数矩阵如下图所示,各向异性体只有21个独立的弹性常数,因而我们也就只需输入21个参数即可,而且对于二维问题,弹性常数缩减为10个.弹性系数矩阵可以用刚度或柔度两种形式来定义,自己根据情况选用,输入的时候,可以通过菜单或者TB命令的TBOPT选项来控制.

相关的命令流,例如:

tb,anel,1

tbdata,1, 110e6, 120e6, 130e6, 140e6, 150e6, 160e6

tbdata,7, 220e6, 230e6, 240e6, 250e6, 260e6

tbdata,12, 330e6, 340e6, 350e6, 360e6

tbdata,16, 440e6, 450e6, 460e6

tbdata,19, 550e6, 560e6

tbdata,21, 660e6

另:需注意一下各个参数的编号顺序和起始位置,不要搞错了,输入的时候,是按照上三角阵来录入的,即:D11,D12,D13,D14,D15,D16,D22,D23…