ansys非线性分析蠕变 2解析

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ANSYS非线性分析指南

非线性结构分析非线性结构的定义在日常生活中，会经常遇到结构非线性。

例如，无论何时用钉书针钉书，金属钉书钉将永久地弯曲成一个不同的形状。

（看图1─1（a））如果你在一个木架上放置重物，随着时间的迁移它将越来越下垂。

（看图1─1（b））。

当在汽车或卡车上装货时，它的轮胎和下面路面间接触将随货物重量的啬而变化。

（看图1─1（c））如果将上面例子所载荷变形曲线画出来，你将发现它们都显示了非线性结构的基本特征--变化的结构刚性.图1─1 非线性结构行为的普通例子非线性行为的原因引起结构非线性的原因很多，它可以被分成三种主要类型：状态变化（包括接触）许多普通结构的表现出一种与状态相关的非线性行为，例如，一根只能拉伸的电缆可能是松散的，也可能是绷紧的。

轴承套可能是接触的，也可能是不接触的，冻土可能是冻结的，也可能是融化的。

这些系统的刚度由于系统状态的改变在不同的值之间突然变化。

状态改变也许和载荷直接有关（如在电缆情况中），也可能由某种外部原因引起（如在冻土中的紊乱热力学条件）。

ANSYS程序中单元的激活与杀死选项用来给这种状态的变化建模。

接触是一种很普遍的非线性行为，接触是状态变化非线性类型形中一个特殊而重要的子集。

几何非线性如果结构经受大变形，它变化的几何形状可能会引起结构的非线性地响应。

一个例的垂向刚性）。

随着垂向载荷的增加，杆不断弯曲以致于动力臂明显地减少，导致杆端显示出在较高载荷下不断增长的刚性。

图1─2 钓鱼杆示范几何非线性材料非线性非线性的应力──应变关系是结构非线性名的常见原因。

许多因素可以影响材料的应力──应变性质，包括加载历史（如在弹─塑性响应状况下），环境状况（如温度），加载的时间总量（如在蠕变响应状况下）。

牛顿一拉森方法ANSYS程序的方程求解器计算一系列的联立线性方程来预测工程系统的响应。

然而，非线性结构的行为不能直接用这样一系列的线性方程表示。

需要一系列的带校正的线性近似来求解非线性问题。

ANSYS非线性分析

Load Load
t1
t2 “Time”
t1
t2
“Time”
新施加的载荷在载荷步的开始从
零渐变到载荷步结束时的全值
在下一个载荷步载荷保持其值不变
非线性分析技术
ANSYS非线性分析
载荷历史的管理(续):
载荷载荷重新施加删除
t1
t2
“时间” 时间”
t1
t2
“时间” 时间”
当重新定义载荷时,其值从前一个载荷步结束时开始渐变
1.0 2.0
外载
“时间"
非线性分析技术
ANSYS非线性分析
• ANSYS 在一个载荷步内的所有子步线性插值载荷 • 对简单常值载荷必须用多载荷步来定义载荷历史
载荷 L3 L4 L2 L1
LS1 LS2 LS3 LS4
t1
t2
t3
t4
“时间” 时间”
非线性分析技术
ANSYS非线性分析
• 理解ANSYS如何管理多载荷步分析的载荷历史
– ||{R}|| 残差的矢量范数 (范数是减少矢量到一个标量值的算子范数是减少矢量到一个标量值的算子) 范数是减少矢量到一个标量值的算子 • 残差的L1 范数残差的 : ||{R}||1 = Σ|Ri| • 残差的 (SRSS) 范数 : 残差的L2 ||{R}||2 = (ΣR2i)1/2 Σ • 残差的无限范数 : ||{R}||∞ = max(|Ri|) – (εR Rref) 是力收敛准则 ε • εR 容差因子 Rref是参考力值容差因子, – Rref可以是所施加力和反力的范数 ||{F}|| (自动缩放准则到载荷可以是所施加力和反力的范数, 自动缩放准则到载荷幅值) 幅值
– 考虑几何非线性 – 管理非线性求解中产生的大量数据 – 指定所用求解器 – 设定重启动控制 – 定义收敛容差 – 控制平衡方程的数目 – 增强求解收敛 – 当不收敛时控制程序的行为

ansys几何非线性+塑性+接触+蠕变

除去蠕变，这个模型的结果可靠性是不错的。

作了一系列接触问题，通过试验验证符合的很好。

模型解释：（1）一个弹性结构受压（接触）变形，到发生塑性变形。

（2）拿开压缩板，结构回弹，但不会回到原始位置。

（3）这时计算蠕变，释放掉应力。

（4）再压弹性结构到开始压缩位置。

比较这四步的接触力。

结果：第二，三步当然没有接触力，（若没有应力释放，第一、第四步接触力应一样，）有了应力释放，第四步接触力比第一步减小。

这个模型中的蠕变没用太好。

用的是隐式6号蠕变方程，蠕变是时间和应力的函数，参数是乱定的（应力释放太快）。

想请教有关蠕变方面的资料，尤其是材料蠕变方程选用及参数方面的资料。

/prep7!------------CuSn8----------ET,1,182,,,3mp,ex,1,115e9mp,prxy,1,0.3r,1,0.3TB,BKIN,1TBDA TA,1,470E6,0tm=100*SET,C1,1.5625E-14      !ASSIGN VALUE*SET,C2,1.5        !ASSIGN V ALUE*SET,C3,        !ASSIGN V ALUE*SET,C4,0        !ASSIGN V ALUETB,CREEP,1,,,6        !ACTIV ATE DA TA TABLETBDA TA,1,C1,C2,C3,C4      !DEFINE DATA FOR TABLE!-----------contact-----------------ET,9,169ET,10,171R,9,,,0.1,0.1,,!RMORE,,,1.0E20,0.0,1.0,!RMORE,0.0,0,1.0,0,0,0.5!RMORE,,,1.0,0.0MP,MU,9,0.0!----------------geometryk,,2k,,2,0.2k,,,0.2k,,-0.2k,,-0.2,1.2k,,,1k,,2,1.2k,,1,1k,,1.25,1k,,2,1L,8,9,k,,1.5,1.2k,,1.75,1.45L, 1, 2 L, 1, 4 L, 4, 5 L, 5, 11larc,7,12,11,0.25 larc,11,12,7,0.25L, 7, 10 L, 10, 9 L, 8, 6 L, 6, 3 L, 3, 2LFILLT,11,10,0.3, ,!*LFILLT,4,5,0.5, ,!*LFILLT,11,12,0.3, ,!*LFILLT,4,3,0.5, ,FLST,2,16,4 FITEM,2,12 FITEM,2,15 FITEM,2,11 FITEM,2,13FITEM,2,10FITEM,2,1FITEM,2,9FITEM,2,8FITEM,2,7FITEM,2,6FITEM,2,5FITEM,2,14FITEM,2,4FITEM,2,16FITEM,2,3FITEM,2,2AL,P51Xrect,1,3,1.45+0.001,1.5type,1mat,1esize,0.05amesh,all!---------contact------------ allstype,10mat,9real,9lsel,s,,,6,7nsll,s,1esln,s,0esurf,alltype,9mat,9real,9lsel,s,,,17nsll,s,1esln,s,0esurf,all!------boundarylsel,s,,,3nsll,,1d,all,uxd,all,uylsel,s,,,19nsll,,1cp,11,uy,allcplgen,11,ux*get,nmin,node,,num,min d,nmin,uxksel,s,,,10nslk*get,ndis,node,,num,minfini/soluantype,staticnlgeom,onautots,onallssaverate,offtime,1e-8d,nmin,uy,-0.3nsub,20outres,all,allsolve*get,rf1,node,nmin,rf,fy *get,dis1,node,ndis,u,ytime,2e-8d,nmin,uy,0.0nsub,20outres,all,allsolve*get,rf2,node,nmin,rf,fy*get,dis2,node,ndis,u,y!BFUNIF,TEMP,90rate,onTIME,tm!NSUBST,10OUTPR,BASIC,10 ! PRINT BASIC SOLUTION FOR EVERY 10TH SUBSTEP OUTRES,ESOL,1 ! STORE ELEMENT SOLUTION FOR EVERY SUBSTEP SOLVE*get,rf3,node,nmin,rf,fy*get,dis3,node,ndis,u,yrate,offtime,tm+1e-8d,nmin,uy,-0.3nsub,20outres,all,allsolve*get,rf4,node,nmin,rf,fy*get,dis4,node,ndis,u,y/EOFtime,11d,nmin,uy,-0.0nsub,20outres,all,allsolve*get,rf11,node,nmin,rf,fy*get,dis11,node,ndis,u,y/eoffini/post1*get,rf2,node,nmin,rf,fy fini/eof。

ANSYS非线性命令解析

ANSYS非线性命令解析〔1ANSYS应用基于问题物理特性的自动求解控制方法,把各种非线性分析控制参数设置到合适的值。

如果用户对这些设置不满意,还可以手工设置。

下列命令的缺省设置已进行了优化处理：AUTOTS PRED MONITORDELTIM NROPT NEQITNSUBST TINTP SSTIFCNVTOL CUTCONTROL KBCLNSRCH OPNCONTROL EQSLVARCLEN CDWRITE LSWRITE这些命令及其设置在将在后面讨论。

参见《ANSYS Commands Reference》。

如果用户选择自己的设置而不是ANSYS的缺省设置,或希望用以前版本的ANSYS的输入列表,则可用/ SOLU 模块的SOLCONTROL ,OFF命令,或在/ BATCH 命令后用/ CONFIG ,NLCONTROL,OFF命令。

参见SOLCONTROL 命令的详细描述。

ANSYS对下面的分析激活自动求解控制单场的非线性或瞬态结构以及固体力学分析,在求解自由度为UX、UY、UZ、ROTX、ROTY、ROTZ 的结合时；单场的非线性或瞬态热分析,在求解自由度为TEMP时；注意-- 本章后面讨论的求解控制对话框,不能对热分析做设置。

用户必须应用标准的ANSYS求解命令或GUI来设置。

2.2 非线性静态分析步骤尽管非线性分析比线性分析变得更加复杂,但处理基本相同。

只是在非线形分析的过程中,添加了需要的非线形特性。

非线性静态分析是静态分析的一种特殊形式。

如同任何静态分析,处理流程主要由以下主要步骤组成：建模；设置求解控制；设置附加求解控制；加载；求解；考察结果。

2.2.1 建模这一步对线性和非线性分析基本上是一样的,尽管非线性分析在这一步中可能包括特殊的单元或非线性材料性质,参考§4《材料非线性分析》,和§6.1《单元非线性》。

如果模型中包含大应变效应,应力─应变数据必须依据真实应力和真实<或对数>应变表示。

ansys非线性瞬态结构分析重要命令

多线性随动硬化模型(TB,KINH andTB,MKIN)选项使用Besseling模型，又叫子层或者覆盖模型，包辛格效应被包括。
Nonlinear Kinematic Hardening Material Model非线性随动硬化模型
Bilinear Isotropic Hardening Material Model双线性各向同性硬化模型
双线性各向同性硬化模型(TB,BISO)选项使用von Mises 屈服准则耦合各向同性硬化假设。该选项优先用于大形变（large strain）分析。BIOS选项可以结合Chaboche, creep, viscoplastic, and Hill anisotropy等选项来仿真复杂材料模型。
Multilinear Isotropic Hardening Material Model多线性各向同性硬化模型
Multilinear Kinematic Hardening
Nonlinear Kinematic Hardening
Bilinear Isotropic Hardening
Multilinear Isotropic Hardening
Nonlinear Isotropic Hardening
Anisotropic
其他：
Anisotropic Material Model 各向异性材料模型；Hill Anisotropy Material Model 希尔各向异性材料模型；Drucker-Prager Material Model德鲁克 - 普拉格材料模型，用于颗粒材料（土壤、岩石、水泥）；Gurson Plasticity Material Model高森塑性材料模型，用于多孔金属材料；Gurson-Chaboche Material Model高森-沙博什材料模型，用于多孔金属材料；Cast Iron Material Model铸铁材料模型。

ANSYS非线性分析

第二十五页，共204页。
11.2 结构(jiégòu)非线性分析
➢ (4) Nonlinear标签
➢ Nonlinear标签局部(bù fen)选项及界面如表11-2及图11-4所示。
第十六页，共204页。
11.2 结构(jiégòu)非线性分析
• 1.进入求解(qiú jiě)控制对话框 • GUI：【Main Menu】/【Solution】/【Analysis Type】/【Sol'n
Controls】 • 弹出求解(qiú jiě)控制对话框，如图11-1所示。此时的求解(qiú jiě)
用途指定方程求解器对于多重启动指定参数
第二十三页，共204页。
11.2 结构(jiégòu)非线性分析
图11-3 Sol'n Options标签(biāoqiān)界面
第二十四页，共204页。
11.2 结构(jiégòu)非线性分析
• ANSYS的自动求解控制在大多数情况下，激活稀疏矩阵直接求解器，即缺省的求解器，其他选项包括(bāokuò)直接求解器和PCG求解器。对于在三维模型中实体单元使用PCG求解器可能更快。假设用PCG求解器，而且是小应变静力或完全瞬态分析，可以考虑用MSAVE命令降低内存应用。其他情况，可用刚度矩阵的总体安装来求解。对于符合上述条件的结构，用 MSAVE,ON 可能可节省70%的内存，但求解时间可能增加，这与计算机的配置和CPU速度有关。稀疏矩阵求解器是一个健壮的求解器。虽然PCG求解器能够求解同样的矩阵方程，但在它碰到一个病态矩阵时，求解器将反复指定的迭代数目，并在收敛失败时停止。在发生这种问题时，它触发二分。在完成二分后，求解器继续求解，如果结果矩阵是良态的话，最后可以求解整个非线性载荷步。稀疏矩阵求解器在梁、壳或者梁、壳、实体结构，病态问题，不同区域材料特性相差巨大的模型以及位移边界条件缺乏的情况下可得到满意解；PCG求解器在三维结构且自由度数相对较大时使用。

ansys级非线性分析蠕变

September 30, 2001 Inventory #001491 4-5
隐式和显式蠕变
... 蠕变背景
Training Manual
Advanced Structural Nonlinearities 6.0
• 当计算弹性、塑性和蠕变应变时, ANSYS使用附加的应变分量: 应力-应变附加分量
cr e
应力相关性

Q RT
式中Q为激活能, R为普适气体常数, T为绝对温度。
– 蠕变应变通常也与应力有关, 尤其是位错蠕变。Norton 法则为:
cr n
对上述幂定律的常见修正如下:
cr eC
September 30, 2001 Inventory #001491 4-16
implicitcreepequationdescriptiontypetboptvaluestrainhardeningprimarytimehardeningprimarygeneralizedexponentialprimarygeneralizedgrahamprimarygeneralizedblackburnprimarymodifiedtimehardeningprimarymodifiedstrainhardeningprimarygeneralizedgarofalohyperbolicsinesecondaryexponentialformsecondarynortonsecondary10timehardeningboth11rationalpolynomialboth12generalizedtimehardeningprimary13usercreep100advancedstructuralnonlinearities60trainingmanual应变强化tbopt1第一阶段蠕变时间强化tbopt2第一阶段蠕变广义指数tbopt3第一阶段蠕变广义grahamtbopt4第一阶段蠕变advancedstructuralnonlinearities60trainingmanual广义blackburntbopt5第一阶段蠕变修正的时间强化tbopt6第一阶段蠕变修正的应变强化tbopt7第一阶段蠕变rtcradvancedstructuralnonlinearities60trainingmanual广义garofalotbopt8第二阶段蠕变指数形式tbopt9第二阶段蠕变10nortontbopt10第二阶段蠕变advancedstructuralnonlinearities60trainingmanual可用的隐式蠕变模型11时间强化tbopt11第一阶段第二阶段12有理多项式tbopt12第一阶段第二阶段13广义时间强化tbopt13第一阶段蠕变1211ptcptcrteadvancedstructuralnonlinearities60trainingmanual练习请参考附加练习题

ANSYS讲义非线性分析

F1
t1
t2
时间 t
XJTU
自动时间步(续)
• 自动时间步算法是非线性求解控制中包含的多种算法的一种。
（在以后的非线性求解控制中有进一步的讨论。） • 基于前一步的求解历史与问题的本质，自动时间步算法或者增加
或者减小子步的时间步大小。
XJTU
5) 输出文件的信息
在非线性求解过程中，输出窗口显示许多关于收敛的信息。输出窗口包括：
子步
时间 ”相关联。
“时间
两个载荷步的求解 ”
XJTU
在非线性求解中的 “ 时间 ”
• 每个载荷步与子步都与 “ 时间 ”相关联。子步也叫时间步。
• 在率相关分析（蠕变，粘塑性）与瞬态分析中，“ 时间 ”代表真实的时间。
• 对于率无关的静态分析，“ 时间 ” 表示加载次序。在静态分析中， “ 时间 ” 可设置为任何适当的值。
最终结果偏离平衡。
u 位移
XJTU
1) Newton-Raphson 法
ANSYS 使用Newton-Raphson平衡迭代法克服了增量
求解的问题。在每个载荷增量步结束时，平衡迭代驱使解回到平衡状态。
载荷
F
4 3 2
1
u 位移
一个载荷增量中全 Newton-Raphson 迭代求解。（四个迭代步如图所示）
XJTU
非线性分析的应用(续)
宽翼悬臂梁的侧边扭转失稳
一个由于几何非线性造成的结构稳定性问题
XJTU
非线性分析的应用(续)
橡胶底密封一个包含几何非线性（大应变与大变形），材料非线性（橡胶），及状态非线性（接触的例子。
XJTU
非线性分析的应用(续)

Ansys Workbench蠕变分析

Workbench蠕变分析
1.问题描述：一方形实体，尺寸为5mX1mX1m，在200MPa压力，温度分别为20℃、100℃、500℃下蠕变分析。

边界条件如下图所示。

2.新建static structure模块，如图所示，分别对应20℃、100℃、500℃。

3.双击Engineering Data，定义材料蠕变特性，本示例使用Time Hardening模型（关于蠕变的模型选择请自行补脑）。

4.关闭Engineering Data,进入到Mechnical Systems，划分网格，施加边界条件。

5.对于A5、B5、C5温度分别为22℃、100℃、500℃。

6.对A5模块定义载荷步，分两次加载（示例仅计算9秒的蠕变）.载荷步详细见下图。

7.同样的，对B5、C5做相同的载荷步设置。

并进行求解。

完成后如下图所示。

上图图中显示的是22℃下的蠕变。

在200MPa载荷下，变形为2.5E-3m（第一个载荷步的结果，时间点为1秒），保持载荷不变，持续9秒，变形达到0.034m（第二个载荷步，时间点为10s）。

100℃、500℃的蠕变如下图所示
100℃
500℃
PS：本例重在分享Workbench中进行蠕变分析的过程，请忽略其结果的合理性。

By问道真人
2015/11/27。

非线性2【ANSYS非线性分析】

1几何非线性分析随着位移增长，一个有限单元已移动的坐标可以以多种方式改变结构的刚度。

一般来说这类问题总是是非线性的，需要进行迭代获得一个有效的解。

大应变效应一个结构的总刚度依赖于它的组成部件（单元）的方向和单刚。

当一个单元的结点经历位移后，那个单元对总体结构刚度的贡献可以以两种方式改变变。

首先，如果这个单元的形状改变，它的单元刚度将改变。

（看图2─1(a)）。

其次，如果这个单元的取向改变，它的局部刚度转化到全局部件的变换也将改变。

（看图2─1（b)）。

小的变形和小的应变分析假定位移小到足够使所得到的刚度改变无足轻重。

这种刚度不变假定意味着使用基于最初几何形状的结构刚度的一次迭代足以计算出小变形分析中的位移。

（什么时候使用“小”变形和应变依赖于特定分析中要求的精度等级。

相反，大应变分析说明由单元的形状和取向改变导致的刚度改变。

因为刚度受位移影响，且反之亦然，所以在大应变分析中需要迭代求解来得到正确的位移。

通过发出NLGEOM ，ON （GUI 路径Main Menu>Solution>Analysis Options)，来激活大应变效应。

这效应改变单元的形状和取向，且还随单元转动表面载荷。

（集中载荷和惯性载荷保持它们最初的方向。

）在大多数实体单元（包括所有的大应变和超弹性单元），以及部分的壳单元中大应变特性是可用的。

在ANSYS/Linear Plus 程序中大应变效应是不可用的。

图1─11 大应变和大转动大应变处理对一个单元经历的总旋度或应变没有理论限制。

（某些ANSYS单元类型将受2到总应变的实际限制──参看下面。

）然而，应限制应变增量以保持精度。

因此，总载荷应当被分成几个较小的步，这可以〔NSUBST ，DELTIM ，AUTOTS 〕，通过GUI 路径 Main Menu>Solution>Time/Prequent)。

无论何时当系统是非保守系统，来自动实现如在模型中有塑性或摩擦，或者有多个大位移解存在，如具有突然转换现象，使用小的载荷增量具有双重重要性。

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f（σi j）＝C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。

ansys非线性分析蠕变+2

Norton C12=1 第二阶段蠕变
cr C7 eσ/C8 e C10/T ε
cr C7 σ C8 e C10/T ε
8)
September 30, 2001 Inventory #001491 4-10
F节
蠕变求解过程
隐式和显式蠕变
F. 求解蠕变问题
• 前面讨论了ANSYS 中隐式和显式蠕变的一些区别。
E节
显式蠕变过程
• 本节讨论进行显式蠕变分析的过程。
Training Manual
Advanced Structural Nonlinearities 6.0
• 前已述及由于隐式蠕变方法比显式蠕变更有效和精确而成为首选方法。
– 显式蠕变使用需要非常小的时间步的Euler向前法, 因此会有很多次迭代。 – 与隐式蠕变不同, 塑性计算不是同时进行的。首先进行塑性分析, 然后是蠕变计算(叠加)，该时间步的塑性应变等不进行重新调整。 – 只要可能, 都应使用隐式蠕变，然而, 有些情况下采用的蠕变法则或单元类型需要使用显式蠕变。
Advanced Structural Nonlinearities 6.0
幂函数蠕变法则 C6=12 第一阶段蠕变真幂函数 C6=13 第一和第二阶段蠕变
cr MK C1 N t M 1 ε
cr ε
6)
Be acc A103 A 2 B C
e acc
7)
指数形式 C12=0 第二阶段蠕变
– 其它单元: LINK1, PLANE2, LINK8, PIPE20, BEAM23, BEAM24, SHELL43, SHELL51, PIPE60, SOLID62 和 SOLID65
– 注意 18x 系列单元不支持显式蠕变。

ANSYS结构非线性分析指南

ANSYS结构非线性分析指南ANSYS是一款非常强大的有限元分析软件，广泛应用于各种工程领域的结构分析。

在常规的结构分析中，通常会涉及到线性分析，但一些情况下，结构出现了非线性行为，这时就需要进行非线性分析。

非线性分析可以更准确地模拟结构的真实行为，包括材料的非线性、几何的非线性和接触非线性等。

在进行ANSYS结构非线性分析时，需要考虑以下几个方面：1.材料的非线性：在材料的应力-应变关系中，材料的性质可能会发生变化，如塑性变形、损伤、软化等。

因此在非线性分析中，需要考虑材料的非线性特性，并正确选取材料模型。

2.几何的非线性：在一些情况下，结构本身的几何形态可能会发生较大变化，如大变形、屈曲等。

这需要考虑结构的几何非线性，并在分析中充分考虑结构的形变情况。

3.接触非线性：当结构中存在接触面时，接触面之间的接触力可能是非线性的，如摩擦力、法向压力等。

在进行非线性分析时，需要考虑接触面上的非线性行为，确保接触的可靠性。

在进行ANSYS结构非线性分析时，可以按照以下步骤进行：1.建立模型：首先需要根据实际情况建立结构的有限元模型，包括几何形状、边界条件和加载条件等。

在建立模型时，需要考虑到结构的材料、几何和接触情况，并进行合理的网格划分。

2.设置分析类型：在ANSYS中，可以选择静力分析、动力分析等不同的分析类型。

在进行非线性分析时，需要选择适合的非线性分析模块，并设置相应的参数。

3.设置材料模型：根据结构的材料特性，选择合适的材料模型，如弹塑性模型、本构模型等。

根据实际情况，设置材料的材料参数，确保材料的非线性行为能够得到准确的描述。

4.设置几何非线性：考虑结构的几何非线性时，需要选择合适的几何非线性选项，并设置合适的几何参数。

在进行大变形分析时，需要选择几何非线性选项，确保结构的形变情况能够得到准确的描述。

5.设置接触非线性：当结构存在接触面时，需要考虑接触面上的非线性行为。

在ANSYS中，可以设置接触类型、摩擦系数等参数，确保接触的可靠性。

ansys 非线性分析原理

ansys 非线性分析原理ANSYS中的非线性分析是指通过考虑材料的非线性行为、几何非线性和边界条件的非线性等因素，对结构进行分析和计算。

非线性分析的原理主要包括以下几个方面。

1. 材料的非线性行为：考虑到材料在受载作用下的非线性行为，一般采用弹塑性分析方法。

弹塑性材料在受力时会出现应力-应变曲线的非线性特征，这需要使用合适的本构模型来描述。

ANSYS中常用的本构模型有弹塑性模型、弹性模型等，根据问题的实际情况选择适当的本构模型进行分析。

2. 几何的非线性效应：当结构在受载作用下出现较大的变形时，就需要考虑几何非线性效应。

一般情况下，当结构的变形较小时可以忽略几何非线性，反之则需要进行几何非线性分析。

几何非线性的分析可通过使用大变形理论来描述结构的非线性变形，并进行相应的计算。

3. 边界条件的非线性效应：非线性分析还需要考虑边界条件的非线性效应。

在实际工程中，边界条件往往是随着结构的变形而变化的，如约束条件的变化、边界载荷的变化等。

这些非线性边界条件会对结构的响应产生影响，因此需要将其考虑在内进行非线性分析。

在ANSYS中进行非线性分析时，通常需要进行以下步骤：1. 定义材料的本构模型：选择合适的弹塑性模型或弹性模型，并设置相应的参数。

2. 构建几何模型：根据实际工程要求，构建结构的几何模型，并对其进行离散化，即将结构分割成有限元网格。

3. 施加边界条件和载荷：根据实际工况，为结构施加边界条件和载荷。

4. 求解非线性方程组：通过非线性方程的迭代求解方法，求解得到结构的非线性响应。

5. 分析结果的后处理：对求解得到的结果进行分析和后处理，获取所需的工程参数和信息。

总之，非线性分析在ANSYS中是通过考虑材料的非线性行为、几何的非线性效应和边界条件的非线性效应等因素，对结构进行全面分析和计算的方法。

ansys级非线性分析蠕变

隐式和显式蠕变
A. 蠕变背景
Training Manual
• 晶体材料中, 如金属, 蠕变机理与空隙的扩散流动和位错运动有关。
– 空隙是点缺陷, 倾向于形成与所施加应力方向垂直(而不是平行)的晶界。空隙由高集中区向低集中区运动。在低应力状态下发生扩散流动，但通常需要高温条件。
– 晶粒的位错是线缺陷. 位错运动(攀升、滑动、偏移)在高应力状态下被激活, 尽管在中温时也可能发生位错运动。
– 第一阶段, 应变率随时间减小，该阶段在较短时间内完成。第二阶段具有常应变率。第三阶段, 应变率迅速增加直到破坏(断裂)。

第一阶段第二阶段
断裂第三阶段
t
隐式和显式蠕变
... 术语的定义
Training Manual
Advanced Structural Nonlinearities 6.0

A
• 应变强化
隐式和显式蠕变
... 蠕变背景
Training Manual
Advanced Structural Nonlineariti变分量:
应力-应变
D : el
附加分量
el pl cr
计算塑性应变(流动法则)类似于前一章的描述。根据蠕变应变率方程计算蠕变应变，它的详细形式将在后面讨论。
A. 蠕变现象背景 B. 术语定义 C. 一般蠕变方程 D. 隐式蠕变过程 E. 显式蠕变过程 F. ANSYS 蠕变模型的求解过程 G. 隐式蠕变与显式蠕变的比较
Training Manual
Advanced Structural Nonlinearities 6.0
Advanced Structural Nonlinearities 6.0

应用ANSYS实现几何非线性分析方法

应用ANSYS实现几何非线性分析方法摘要：本文简要介绍了用ANSYS对杆系结构进行非线性分析时应当注意的问题及方法。

通过Williams双杆体系这个算例来介绍几何非线性全过程分析，表明ANSYS软件丰富的单元库、强大的求解器以及便捷的后处理功能，对工程结构进行非线性分析不失为一种很好的方法。

关键词：杆系结构；几何非线性ANSYS；全过程分析BEAM3对于许多工程问题，结构的刚度是变化的，必须用非线性理论解决，而几何非线问题就是非线性理论中的一类。

因几何变形引起的结构刚度变化的一类问题都属于几何非线性问题。

几何非线性理论一般可以分成大位移小应变即有限位移理论和大位移大应变理论即有限应变理论。

其核心是由于结构的几何形状或位置的改变引起结构刚度矩阵发生变化，也就是结构的平衡方程必须建立在变形后的位置上。

ANSYS程序充分考虑了这两种理论。

ANSYS所考虑的几何非线性通常分为3类：①大应变，即认为应变不再是有限的，结构本身的形状可以发生变化，结构的位移和转动可以是任意大小；②大位移，即结构发生了大的刚体转动，但其应变可以按照线性理论来计算，结构本身形状的改变可以忽略不计；③应力刚化，是指单元较大的应变使得单元在某个面内具有较大的应力状态，从而显著影响面外的刚度。

大应变包括大位移和应力刚化，此时应变不再是“小应变”，而是有限应变或“大应变”；大位移包括了其自身和应力刚化效应，但假定为“小应变”；应力刚化被激活时，程序计算应力刚度矩阵并将其添加到结构刚度矩阵中，应力刚度矩阵仅是应力和几何的函数，因此又称为“几何刚度”。

几何非线性问题一般指的是大位移问题，只有在材料发生塑性变形时，以及类似橡皮这样的材料才会遇到的大的应变，大变形一般包含大应变、大位移和应力刚化，而不加区分。

1几何非线性分析应注意的问题用ANSYS进行几何非线性分析时，首先要打开大位移选项，即（NLGEOM，ON），并设置求解控制选项，可根据问题类型而定。