蠕变分析实例

蠕变分析实例
采用ANSYS 分析软件对螺栓进行了蠕变计算，以下给出了计算用的原始数据、分析步骤、计算结果以及与理论解的比较。

1， 原始数据
螺栓几何参数：长L=150mm ；截面面积A=100mm 2
螺栓材料参数：弹性模量E=200GPa
蠕变应变率：n K dt d σε=/，s K /10530-⨯=，7=n
载荷：预紧力MPa 10000=σ，恒定温度C T ︒=900
2， 分析过程
计算时间为1000h ，积分步时间选择10，迭代次数选择100。

具体分析步骤如下：
一、定义工作文件名
启动ANSYS ，选择File →Change Jobname 命令，在Enter new jobname 输入栏中输入工作文件名, 并将New log and error files 设置为Yes 。

二、定义单元类型
选择Preprocessor →Element Type →Add/Edit/Delete 命令，单击add 按钮，在Library of Element Type 复选框中选择Structural Link ，2D spar 1，在Element type reference number 输入栏中输入1。

三、定义材料性能参数
1)选择Preprocessor →Material Props →Material Models 命令，出现Define Material Model Behavior 对话框。

2)在Material Models Available 中依次双击Structural 、Linear 、Elastic 、Isotropic 选项，在EX 中输入弹性模量，点击OK 。

3)在Material Models Available 中依次双击Structural 、Nonlinear 、Inelastic 、Rate Dependent 、Creep 、Creep only 、Emplicit 选项，在C1、C2所对应的行中分别输入5E-30、7，点击OK 。

四、创建有限元模型
1)选择Preprocessor →Create →Nodes →In Active CS 命令，在当前坐标下创建节点。

取Node number 为1，在X,Y,Z Location in active CS 的三个输入栏中分别输入0,0,0,单击Apply ，再创建节点2（150,0,0）。

2)选择Preprocessor →Create →Elements →Auto Numbered →Thru Nodes 命令，出现Element from Nodes 拾取菜单，选择编号为1、2的节点，单击OK 按钮，
ANSYS显示窗口将显示螺栓的有限元图，如图1。

图1 螺栓有限元模型图
五、施加载荷
1) 施加位移约束。

选择Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→
Structural→Displacement→On Nodes命令, 出现Apply U, ROT on Nodes 拾取菜单，单击Pick All和OK，在Lab2 DOFs to be contrained复选框中选择All DOF, 取VALUE Displacement value为0。

2) 施加温度。

选择Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Structu-
ral→Temperature→Uniform Temp命令，取Uniform Temperature为900。

六、求解计算
1) 定义分析类型。

分析类型为Static。

2)选择Solution→Load Step Opts→Solution Ctrl命令，出现Nonlinear
Solution Control对话框，使Solution Control状态从ON变为OFF，在Pressure load stiffness下拉菜单中选择Program Chosen。

3) 定义求解时间步。

选择Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time
and Substps命令，取Time at end of load step为3600000，取Number of substeps为100，并选中Stepped, 其余采用默认设置。

4) 求解输出控制。

选择Solution→Load Step Opts→Output Ctrls→Solu
Printout命令，在Item for printout control下拉菜单中选择Basic quantities，并选中Every Nth substp, 取N值为36000，Component name 为All entities。

5) 写入数据库和结果文件控制。

选择Solution→Load Step Opts→Output
Ctrls→DB/Result Files命令，在Item to be controlled下拉菜单中选择Element solution, 并选中Every Nth substp, 取N值为1，Component name为All entities。

6) 选择Solution→Solve→Current LS命令，单击OK, ANSYS将开始求解计
算，求解结束时，出现Note对话框。

七、查看求解结果
1) 轴向应力和时间变化关系曲线显示
·定义时间-历程变量。

选择TimeHist Postpro→Define Variables命令，单击Add按钮，选中by seq no.,单击OK按钮，出现单元拾取菜单，在输入栏。