ANSYS塑性PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1ANSYS塑性塑性第1頁(yè)/共76頁(yè)第2頁(yè)/共76頁(yè)E第3頁(yè)/共76頁(yè) 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn) y彈性彈性塑性塑性卸載卸載第4頁(yè)/共76頁(yè) 彈性彈性理想塑性理想塑性應(yīng)變強(qiáng)化應(yīng)變強(qiáng)化上屈服點(diǎn)上屈服點(diǎn)破壞破壞第5頁(yè)/共76頁(yè)第6頁(yè)/共76頁(yè)n,卸載后都是完全可恢復(fù)的. 比例極限比例極限屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)第7頁(yè)/共76頁(yè) 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)彈性彈性塑性塑性第8頁(yè)/共76頁(yè) 彈性彈性-理想塑性理想塑性應(yīng)變強(qiáng)化應(yīng)變強(qiáng)化 y y y y 單軸應(yīng)力單軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線第9頁(yè)/共76頁(yè)第10頁(yè)/共76頁(yè)第11頁(yè)/共76頁(yè)21323222121eye第12頁(yè)/共76頁(yè)在三維中在三維中, 屈服面屈服面 是一個(gè)圓柱面是一個(gè)圓

2、柱面, 其軸為其軸為 1= 2= 3. 在二維中在二維中, 屈服準(zhǔn)則圖示為一個(gè)橢圓屈服準(zhǔn)則圖示為一個(gè)橢圓. 任何在這個(gè)屈服面內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)都是任何在這個(gè)屈服面內(nèi)的應(yīng)力狀態(tài)都是彈性的彈性的, 任何在此屈服面外的應(yīng)力狀態(tài)都將引起屈服任何在此屈服面外的應(yīng)力狀態(tài)都將引起屈服. 2 1 1 3 2 1= 2= 3第13頁(yè)/共76頁(yè) 彈性的彈性的塑性的塑性的 2 1 3 y主應(yīng)力空間主應(yīng)力空間單軸應(yīng)力應(yīng)變單軸應(yīng)力應(yīng)變第14頁(yè)/共76頁(yè)第15頁(yè)/共76頁(yè)彈性彈性塑性塑性加載后的屈服面加載后的屈服面初始屈服面初始屈服面第16頁(yè)/共76頁(yè) 2初始屈服面初始屈服面 1后繼屈服面后繼屈服面隨動(dòng)隨動(dòng) 強(qiáng)化強(qiáng)化.屈服面大

3、小保持不變屈服面大小保持不變, 并沿并沿屈服方向平移屈服方向平移.等向等向 強(qiáng)化強(qiáng)化.屈服面隨塑性流動(dòng)在所有方屈服面隨塑性流動(dòng)在所有方向均勻膨脹向均勻膨脹. 2初始屈服面初始屈服面 1后繼屈服面后繼屈服面對(duì)于小應(yīng)變循環(huán)載荷對(duì)于小應(yīng)變循環(huán)載荷, 大多數(shù)材料顯示出隨動(dòng)強(qiáng)化行為大多數(shù)材料顯示出隨動(dòng)強(qiáng)化行為.第17頁(yè)/共76頁(yè)n壓縮階段屈服極限降低，其數(shù)量是拉伸時(shí)屈服極限的提高量。因此在兩屈服間總存在2y的差別 。(從包辛格效應(yīng)也可知道) 2 1 3 2 2 y y 初始屈服初始屈服面面后繼屈服面后繼屈服面a a第18頁(yè)/共76頁(yè)n隨動(dòng)強(qiáng)化通常用于小應(yīng)變、循環(huán)加載的情況 y2 y 第19頁(yè)/共76頁(yè)

4、2 1 3 2 2 y 初始屈服初始屈服面面繼后屈服面繼后屈服面第20頁(yè)/共76頁(yè) y2 注意壓縮的后繼屈服應(yīng)力等于注意壓縮的后繼屈服應(yīng)力等于拉伸時(shí)的達(dá)到的最大應(yīng)力拉伸時(shí)的達(dá)到的最大應(yīng)力. 等向強(qiáng)化經(jīng)常用于大應(yīng)變或比等向強(qiáng)化經(jīng)常用于大應(yīng)變或比例例 (非周期非周期)加載的模擬加載的模擬. 第21頁(yè)/共76頁(yè) 雙線性雙線性多線性多線性非線性非線性第22頁(yè)/共76頁(yè)應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變應(yīng)變速率增加應(yīng)變速率增加第23頁(yè)/共76頁(yè)NameLabelYieldFlow RuleHardeningMaterialCriterionRuleResponseBilinearBKINvon MisesAssociat

5、iveKinematicBilinearKinematicHardeningMultilinearMKINvon MisesAssociativeKinematicMultilinearKinematicKINHHardeningBilinearBISOvon MisesAssociativeIsotropicBilinearIsotropicHardeningMultilinearMISOvon MisesAssociativeIsotropicMultilinearIsotropicHardeningVoce NonlinearNLISOIsotropicHardeningAnisotro

6、picANISODrucker-PragerDPAnands ModelANANDChabocheCHABHill AnisotropicHILL這些塑性選項(xiàng)在這些塑性選項(xiàng)在高級(jí)結(jié)構(gòu)非線性高級(jí)結(jié)構(gòu)非線性 培訓(xùn)手培訓(xùn)手冊(cè)中討論冊(cè)中討論. 第24頁(yè)/共76頁(yè)第25頁(yè)/共76頁(yè)第26頁(yè)/共76頁(yè)第27頁(yè)/共76頁(yè)第28頁(yè)/共76頁(yè)第29頁(yè)/共76頁(yè)18x Element FormulationProsConsWhen to UseB-BarEfficient for nearly-incompressible, bulk-deformation problemsMay be susceptible

7、to shear lockingB-Bar with Mixed u-PEfficient for nearly- or fully-incompressible, bulk-deformation problemsSame considerations as above, plus direct solvers required due to Mixed U-PEnhanced StrainWill handle bending-dominated, nearly-incompressible problems.Extra CPU time required for Enhanced Str

8、ain terms (condensed out at element level)Enhanced Strain with Mixed u-PWill handle bending-dominated, nearly- or fully-incompressible problems.Same considerations as above, plus direct solvers required due to Mixed U-PSimplified Enhanced StrainWill handle bending-dominated problems.Some extra CPU t

9、ime required for Enhanced Strain terms (condensed out at element level)Simplified Enhanced Strain with Mixed u-PWill handle bending-dominated, nearly- or fully-incompressible problems.Same considerations as above, plus direct solvers required due to Mixed U-PURIWill handle shear locking and nearly i

10、ncompressible problems.Because of hourglass modes, not recommended choiceURI with Mixed u-PWill handle shear locking and fully incompressible problems.Same considerations as above, plus direct solvers required due to Mixed U-PRecommended for most analyses, especially bulk-deformation problems.Recomm

11、ended if problem is bending-dominated. If problem has some bending, use when accuracy is an issue.Recommended choice only for compatibility with LS-DYNA in implicit-to-explicit or explicit-to-implicit simulations.Recommended if problem is bending-dominated with finite strains. If problem has some be

12、nding, use when accuracy is an issue.- 18x單元提供最單元提供最多的非線性材料模多的非線性材料模型和公式選項(xiàng)型和公式選項(xiàng)第30頁(yè)/共76頁(yè)積分點(diǎn)積分點(diǎn) (完全積分完全積分)簡(jiǎn)化積分簡(jiǎn)化積分第31頁(yè)/共76頁(yè)彎曲網(wǎng)格密度示例彎曲網(wǎng)格密度示例第32頁(yè)/共76頁(yè)EX屈服屈服點(diǎn)點(diǎn)T3T2T1第33頁(yè)/共76頁(yè)量, 那么在將它輸入ANSYS 進(jìn)行大應(yīng)變分析之前, 必須轉(zhuǎn)換為真實(shí)應(yīng)力-對(duì)數(shù)應(yīng)變數(shù)據(jù).真實(shí)真實(shí)應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變工程工程第34頁(yè)/共76頁(yè)第35頁(yè)/共76頁(yè) y y ET雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化所需的輸入數(shù)據(jù)是彈性雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化所需的輸入數(shù)據(jù)是彈性模量模量E、屈服應(yīng)力

13、屈服應(yīng)力 y 和切線模量和切線模量ET. 第36頁(yè)/共76頁(yè)第37頁(yè)/共76頁(yè)第38頁(yè)/共76頁(yè)(下頁(yè)續(xù)下頁(yè)續(xù))第39頁(yè)/共76頁(yè)Rice 模型模型(缺省缺省)包括隨溫度增包括隨溫度增加的應(yīng)力松弛加的應(yīng)力松弛. 最多可以定義六條溫度相關(guān)曲最多可以定義六條溫度相關(guān)曲線線. 注意切線模量不能為負(fù)或大于注意切線模量不能為負(fù)或大于彈性模量彈性模量. 第40頁(yè)/共76頁(yè)第41頁(yè)/共76頁(yè)通過通過GUI 輸入數(shù)據(jù)后輸入數(shù)據(jù)后, 這些命令這些命令自動(dòng)寫入自動(dòng)寫入log文件中文件中.可以保存在文本文件中可以保存在文本文件中, 用用 /INPUT命令讀入命令讀入.進(jìn)一步的討論參見這些命令的進(jìn)一步的討論參見這些命

14、令的在線文獻(xiàn)在線文獻(xiàn)第42頁(yè)/共76頁(yè)第43頁(yè)/共76頁(yè)MKIN 和和 KINH 都通過輸入彈性模量和都通過輸入彈性模量和應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)定義應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)定義, 彈性模量彈性模量(E)的的輸入步驟與輸入步驟與 BKIN 模型相同模型相同.第44頁(yè)/共76頁(yè)第45頁(yè)/共76頁(yè)溫度相關(guān)屈服行為.n由于KINH提供最新的技術(shù)，將集中講述定義 KINH模型的過程。n定義KINH 和 MKIN 的操作過程很相似。第46頁(yè)/共76頁(yè)(下頁(yè)續(xù)下頁(yè)續(xù))第47頁(yè)/共76頁(yè)點(diǎn)擊加入每條曲線最多可點(diǎn)擊加入每條曲線最多可達(dá)達(dá)20個(gè)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)單擊加入最多可達(dá)單擊加入最多可達(dá)40條溫度相關(guān)曲線條溫度

15、相關(guān)曲線第48頁(yè)/共76頁(yè)注意注意:從材料模型界面生成的材從材料模型界面生成的材料數(shù)據(jù)表曲線圖的標(biāo)題中有料數(shù)據(jù)表曲線圖的標(biāo)題中有“preview”字樣字樣.第49頁(yè)/共76頁(yè)顯示材料標(biāo)識(shí)號(hào)顯示材料標(biāo)識(shí)號(hào).單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)有標(biāo)識(shí)單個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)有標(biāo)識(shí).第50頁(yè)/共76頁(yè)第51頁(yè)/共76頁(yè)第52頁(yè)/共76頁(yè) y y ET要求輸入要求輸入: 彈性模量彈性模量E,彈性泊松比彈性泊松比, n n 屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力 y, 切向模量切向模量 ET. 輸入步驟與雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型相同輸入步驟與雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型相同.第53頁(yè)/共76頁(yè)要求輸入要求輸入: 彈性模量彈性模量 E,彈性泊松比彈性泊松比, n n 應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)

16、應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)點(diǎn)輸入步驟與輸入步驟與KINH模型類似。模型類似。第54頁(yè)/共76頁(yè)第55頁(yè)/共76頁(yè)(接下來的過程與定義接下來的過程與定義KINH一樣一樣)第56頁(yè)/共76頁(yè)第57頁(yè)/共76頁(yè)第58頁(yè)/共76頁(yè) 超出最后數(shù)據(jù)超出最后數(shù)據(jù)點(diǎn)點(diǎn)ET = 0 ET = 0第59頁(yè)/共76頁(yè)第60頁(yè)/共76頁(yè)第61頁(yè)/共76頁(yè)第62頁(yè)/共76頁(yè)第63頁(yè)/共76頁(yè)對(duì)于有塑性應(yīng)變的單元對(duì)于有塑性應(yīng)變的單元, 積分點(diǎn)值拷貝積分點(diǎn)值拷貝到節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)(不不 外推外推)第64頁(yè)/共76頁(yè)6.0版本后版本后, 通常不需通常不需要輸入有效的泊松比要輸入有效的泊松比.(v)對(duì)于等效對(duì)于等效 彈性應(yīng)變彈性應(yīng)變, 是每個(gè)用戶通過是每個(gè)用戶通過MP,PRXY, 輸入的值輸入的值.(v)對(duì)于等效對(duì)于等效 塑性應(yīng)變塑性應(yīng)變計(jì)算的是計(jì)算的是 0.50第65頁(yè)/共76頁(yè)elxzelyzelxyelzelyelxplxzplyzplxyplzplyplx第66頁(yè)/共76頁(yè)totxztotyztotxytotztotytotx EPTO EPPLEPEL第67頁(yè)/共76頁(yè)式中 x, y等是適當(dāng)?shù)膽?yīng)變分量, n 是有效泊松比.2122222223121xzyzxyxzzyyxeqvn第68頁(yè)/共76頁(yè)eleqveqvE第6