非线性基础知识以及ansys例题(6)

ANSYS弹塑性分析

非线形分析指南

3、对material reference number(材料参考号）健入1。 4、对number of temperatures(温度数）键入1和单击OK。

6、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>Material Props>Data Tables>Edit Active. Data

Table BISO对话框出现。

6、对YLD Strs(屈服应力）键入400.0e06。 7、对 Tang Mod(剪切模量）键入100.0e06。 8、选择File>Apply & Quit。

1、选择菜单路径Main Menu>Preprosessor>Material Porps>Data Tables>Graph. Graph Data

Tables(图形表示数据表）对话框出现。

5、单击OK接受绘制BISO表的缺省。一个BISO表的标绘图出现在ANSYS图形窗口中。 11、在ANSYS TooLbar上单击SAVE_DB。 步骤五、产生矩形

在这一步中，你产生一个代表柱体半横截面积的矩形。

2、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Modeling-Create>-Area-Rectangle>By

Dimensions. Create Rectanyle by Dimensions(依据尺寸产生矩形）对话框出现。 2、对X_坐标键入0，.0032。

3、对Y_坐标键入0，.0324然后单击OK。一个矩形出现在ANSYS图形窗口中。 4、选择菜单路径Utility Menu>Plot>lines. 步骤六：设置单元尺寸

1、 选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Shape&Size>-Lines-Picked Lines.

Element Size On Picked Lines(关于挑选出的线的单元尺寸）选择菜单出现。

5、在长线中的一条上单击一次然后单击OK。Element Sizes on Picked Lines 对话框出现。 3、对number of element divisions（单元划分的数目）键入20然后单击OK。 4、重复步骤1和2，但这次选择短线中的一条。

5、对number of element divisions键入4然后单击OK。 步骤七：设置网格单元形状且对矩形划分网格

1、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Mesh Tool 2、选择“quad”和“Map”，然后单击“Mesh” 3、在拾取菜单出现后，选择面，然后单击“OK” 4、在ANSYS Toolbar上单击SAVE_DB。

5、选择菜单路径Main Menu>Preprocessor>-Meshing-Mesh>-Area-Mapped>3 or 4 Sided.

Mesh Areas(对面积划分网格）选择菜单出现。 6、单击Pick All。

7、单击ANSYS Toolbar上的SAVE_DB。 步骤八：定义分析类型和选项

1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis. 2、单击“Transient”来选中它然后单击OK。

7、选择菜单路径Main Menu>Solution>Analysis Options.Transient Analysis（瞬态过程分析）

对话框出现。

4、单击OK接受完全求解方法的缺省。Full Transient Analysis对话框出现。

·单击Large deform effects option(大变型效应选项）使之为ON（开）状态然后单击OK。 步骤九：定义弹的初始速度

（a）选择菜单路径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>Initial Condit'n>Define. Define

Initial Condition(定义初始条件）选择菜单出现。

2、单击Pick All. Define Initial Conditions 对话框出现。

1、 在关于DOF to be Specified(要被指定的DOF）的卷动框中，卷动到“UY”且选中它。 4、对initial velocity(初始速度）键入－227然后单击OK。 5、单击ANSYS Toolbar上的SAVE_DB。 步骤十：施加约束

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9、 选择菜单路径Main Menu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Displacement> On

Nodes.Apply。U,ROT on Nodes选择菜单出现。

10、单击Pick All.， Apply U, ROT on Nodes 对话框出现。 3、对于DOFs to be Constrained (要被约束的DOFs）单击“UY”，然后单击Apply. 4、在选择菜单中，单击“BOX”作为选择方法。

5、当你拖鼠标沿X=0.1的结点周围（沿矩形左边的第一个结点集）形成一个矩形柜时要按

下且保持鼠标左键。 6、单击Apply.

3、在对话框中，对于DOFs to be constrained单击“UX”。你需要单击“UY”一次以去除

它。

8、单击Apply.

9、在选择菜单中，单击“BOX”选择方法。

7、当你拖 鼠标沿Y=O的结点周围（沿矩形底边的第一个结点集）形成一个矩形框时按

下且保鼠标左键。 11、单击OK。

12、在对话框中，单击“UY”来选中它，你需要单击“UX”仅一次来淘汰它。 13、单击OK。现在在ANSYS图形窗口中位移符号沿矩形的左边和底边产生。 步骤十一：设置载荷步选项

1、 选择菜单路径Main Menu>Solution>-Load Step Options-Time/Frequenc> time&Time Step.

Time&Time Step Option(时间和时间步选项）对话框出现。 2、对time at end of Load Step(载荷步终止时间）键入8e-5。 3、对time step size (时间步长）键入4.4e-7。 4、单击“Stepped”来选中它。

1、 单击automatic time stepping option（自动时间分步选项）使之为ON（开）状态然后单

击OK。 6、 选择菜单路径Main Menu>Solution>-Load Step Options-Output Ctrls> DB/Results File。

Controls for Database and Results File Writing (对数据库和结果文件写入的控制）对话框出现。

7、单击“Every Nth substep”（“每隔N个子步”）且选中它。 8、对于Value of N (N的值）键入4然后单击OK。 9、单击ANSTS Toolbar上的SAVE_DB。 步骤十二：求解问题

1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Solve-Current LS。 2、检阅状态窗口中的信息然后单击close。

3、单击Solve Current Load Step(求解当前载荷步）对话框中的OK开始求解。 4、当求解完成时单击close。 步骤十三：确定柱体的应变

1、选择菜单路径Main Menu>General Pestpro>-Read Results-Last Set。 2、选择菜单路径Utitlity Menu>Paramenters>Stalar Paramenters。 3、在选择框中键入TOP_NODE＝26。 4、单击Accept, 然后单击close。

5、选择菜单路径Utility Menu>Paramenters>Get Scalar Data. 6、在靠近在边的框中，单击“Results data”。

· 在靠近右边的框中，单击“Nodal results”然而后单击OK。Get Nodal Results Data(获取

结点结果数据）对话框出现。

8、对于name of parameter to be defsned(要定义的参数名）键入DEFORM。 9、对于Node number N (结点号N）键入TOP_NODE。 10、在靠近右边的卷动框中，单击“UY”，然后单击OK。 11、选择菜单路径Utility Menu>List>Other>Paramenters.

12、检阅状态窗口中的信息，弹的长度上的变化基准（DEKORM）是-0101091。

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13、单击close。

步骤十四：图形表示已变形的形状和绘制等效总应变的等值线。

3、选择菜单路径Utility Menu>Plotctrls>Style>Displacement Scaling. Displacement。 Display

Scaling(位移显示比例）对话框出现。

2、单击1.0（true stale)来选中它然后单击OK。

3、在ANSYS输入窗口中，键入D2SCALE，1，1然后按ENTER键。

1、选择菜单路径Main Menn>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape. Plot Deformed

Shape(图示已变形的形状）对话框出现。

5、单击“Def+undef edge”以选中它然后单击OK。 6、 选择菜单路径Main Menu>General Postproc>Plot Results>-Contour Plot-Nodal Solu.

Contour Nodal Solution Data(绘制结点解数据的等值线出现）。 7、在靠近左边的框中，单击“Strain-total”。

8、在靠近右边的框中，卷动到“Von Mises EPTOEQV”然后选中它。 9、单击OK。

步骤十五：进入POST26然后定义一个变量。 在这一步中，你进入时间一历程后处理器然后定义一个变量来存储沿弹顶边的一个结点的变形。

1、 选择菜单路径Main Menu>Time Hist Postproc>Define Variables. Defined。Time-History

Variables(定义时间一历程变量）对话框出现。

2、单击Add.Add Time-History Variable （添加时间─历程变量）对话框出现。

1、 单击OK 以接受结点的DOF结果的缺省。Define Nodal Data(定义结点数据）对话框出

现。

4、对reference number of rariable(变量的参考号）键入2。 5、对node number （结点号）键入TOP_NODE。

6、对user-specified lobel(用户指定的标签）键入DISPLACE。 7、对于Item, Comp Data项目单击“UY”。 8、单击OK，然后单击close。

步骤十六：计算结点TOP─NODE处随时间变化的速度且用图表示。

1、选择菜单路径Main Menu>Tiome Hist Postpro>Math Operations>Derivative. Derivative of

Time-History Variables (时间─历程变量的从变量）对话框出现。 2、对reference number for result (结果的参考号）键入3。 3、对第一个变量键入2、对第二个变量3键入1。

4、对user-specified label(用户指定的标签）键入VELOCITY，然后单击OK。

·选择菜单路径Utility Menu>Plot(>Style>Graphs.Graph Controls(图形控制）对话框出现。 6、对Y_axis Label键入VELOCITY然后单击OK。

3、选择菜单路径Main Menu>Time Hist Postpro>Graph Variables. Graph Time-History

Variables(图形表示时间─历程变量）对话框出现。

8、对于1st variable to graph 键入了然后单击OK。图形出现在ANSYS图形窗口中。 步骤十七：退出ANSYS

1、从ANSYS Toolbar 选择QUIT。

1、 单击你想要的存储选项，然后单击OK。

非线性静态实例分析（命令或批处理方式）

你可以用下面显示的ANSYS命令替代GUI选择进行铜柱体冲击刚性壁的非线性静态实例分析。以叹号（！）开头的条目是注释。 fini /cle

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/title,copper cylinder impacting a rigid wall /prep7

et,1,visco106 keyopt,1,3,1 mp,ex,1,117e9 mp,dens,1,8930 mp,nuxy,1,0.35 tb,biso,1,1,,0 tbmodif,2,1,4e8 tbmodif,3,1,1e8 tbplot,biso,1

rectng,0,0.0032,0,0.0324 lesize,2,,,20,1 lesize,1,,,4,1 mshape,0,2d mshkey,1 amesh,1 fini /solu antype,4 trnopt,full lumpm,o nlgeom,1 ic,all,uy,,-227 d,all,,0,,,,uz nsel,s,loc,x,0 d,all,,0,,,,ux nsel,s,loc,y,0 d,all,,0,,,,uy allsel time,8e-5 autots,1

deltim,4.4e-7 kbc,1

outres,all,4 solve fini /post1 set,last

top_node=26

*get,deform,node,top_node ,u,y /dscale,1,1 pldisp,2

plnsol,epto,eqv fini /post26

nsol,2,top_node,u,y,displace deriv,3,2,1,,velocity,,,1 /axlab,y,velocity plvar,3 fini

其它例子

ANSYS Verification Manual, 描述了一些另外的非线性分析实例。下表显示给你一些

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ANSYS弹塑性分析

非线形分析指南

Verification Manual 包括的非线性分析例子： VM7 管组装的塑性压缩 VM11 残余应力问题 VM24 矩形梁的塑性

VM38 受压厚壁柱体的塑性加载 VM56 内部受压的超弹性厚柱体 VM78 悬替梁中的横向剪切应力 VM80 对突然施加恒力的塑性响应 VM104 液一固相变

VM124 蓄水池中水的排出 VM126 流动流体的热传导

VM132 由于蠕变辉栓的应力消除 VM133 由于辐射感应蠕棒的运力 VM134 一端固定梁的塑性弯曲 VM146 钢盘混凝土梁的弯曲 VM165 铁性导体的载流

VM198 面内扭转实验的大应变

VM199 承受剪切变形的物体的粘弹性分析 VM200 粘弹性的叠层密封分析

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

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