04_非線性靜態(tài)分析ppt課件

1、00Nonlinear Static Analysis(非線線性靜態(tài)靜態(tài)分析)Spring2Step 有限元最基本方程:F = KUF: 載載荷矢量U: 位移矢量K: 剛剛度矩陣陣假如 剛剛度矩陣為陣為常量, 載載荷和位移存在線線性關(guān)關(guān)系. 線性的載荷-位移關(guān)系 適用于小變形和應(yīng)變 線性單元方程& 連續(xù)性方程 常剛度矩陣(總是) 在屈服范圍內(nèi)分析 初始模型滿足平衡方程 邊界條件保持不變 載荷獨(dú)立變形 適用疊加原理00非線線性靜態(tài)靜態(tài)分析概概述線線性行為為?彈彈性UF加載載卸載載線彈線彈性F=KUSpring3Step00非線線性行為為 ?非線線性靜態(tài)靜態(tài)分析概概述彈彈性塑性UF彈彈性塑

2、性U彈彈性UFF塑性Permanent deformation加載載卸載載加載載卸載載加載載卸載載線彈線彈性非線線性彈彈性非線線性塑性線線性分析非線線性K = 常量K 常量(F=KU)(FKU)(FKU)實(shí)際實(shí)際上所有的自然現(xiàn)現(xiàn)象均屬屬于非線線性. 一個(gè)個(gè)非線線性結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)存在載載荷與與位移的非線線性關(guān)關(guān)系.例如,載載荷改變變引起結(jié)構(gòu)剛結(jié)構(gòu)剛度改變變. 彈彈性行為為可恢復(fù)復(fù)至原始狀態(tài)狀態(tài), 但是剛剛度是非線線性 (彈彈性材料可現(xiàn)實(shí)現(xiàn)實(shí)非線線性)Spring4Step1.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)非線線性2.載載荷的方向, 分布和大小因位移或轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)增加而變變化.3.材料非線線性4. 在載載荷增加情況況下,材料存在

3、非線線性行為為.5.邊邊界非線線性 (狀態(tài)狀態(tài)改變變) 或者非線線性接觸觸6. 由于單單元之間邊間邊界非線線性產(chǎn)產(chǎn)生了接觸觸.00非線線性靜態(tài)靜態(tài)分析概概述改變結(jié)構(gòu)剛變結(jié)構(gòu)剛度的主要原因Spring5Step00非線線性分析類類型非線線性靜態(tài)靜態(tài)分析概概述材料非線線性 非線線性彈彈性接觸觸非線線性接觸觸大應(yīng)變應(yīng)變大變變形幾何非線線性非線線性靜態(tài)靜態(tài)分析 大轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng) 塑性材料超彈彈性材料Nonlinear ElasticElasto-PlasticPlastic rangeYielding pointElastic rangeSpring6Step00線線性行為為和非線線性行為為非線線性靜態(tài)靜態(tài)

4、分析概概述小位移、小轉(zhuǎn)動(dòng)大變形、大轉(zhuǎn)動(dòng)彈性材料(應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為線性)塑性材料, 非線性彈性材料支撐未變化(維持連續(xù)性) 打開或關(guān)閉間隙載荷保持原始方向載荷方向因大變形而改變變變形資資料邊邊界變變化載載荷Spring7Step00 非線線性靜態(tài)靜態(tài)分析 - 單單位 : N, mm - 模型: Spring.x_t 資資料 - 應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變曲線線 邊邊界條條件和載載荷條條件 - 固定約約束 - 集中載載荷 查查看結(jié)結(jié)果 - 總變總變形 - 等效應(yīng)應(yīng)力 - 動(dòng)畫動(dòng)畫彈彈簧(資資料，幾何非線線性)概述概概述Spring8Step00概述分析摘要目的 midas NFX使用材料非線線性分析，以了解以

5、下性能和功能： - 應(yīng)應(yīng)力 - 應(yīng)變應(yīng)變曲線來(lái)線來(lái)定義義非線線性材料 - 使用動(dòng)畫動(dòng)畫功能驗(yàn)證驗(yàn)證分析結(jié)結(jié)果 目標(biāo)標(biāo)模型 應(yīng)應(yīng)力應(yīng)變應(yīng)變功能 邊界條件 負(fù)載條負(fù)載條件集中載載荷）固定集中力80N)Spring9Step操作步驟驟 1. 點(diǎn)擊擊(新建).2. 選擇選擇3D . 3.選擇選擇N-mm-kg-sec-J單單位系 . 4.點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn)按鈕鈕 .5.右擊擊鼠標(biāo)標(biāo),選擇選擇 隱隱藏全部導(dǎo)導(dǎo)航 .分析 分析條件設(shè)置0132145Spring10Step1.選擇選擇模型: 選擇選擇: Spring.x_t 2.點(diǎn)擊擊翻開開 按鈕鈕.幾何 CAD文件 導(dǎo)入02操作步驟驟21Spring11Ste

6、p1. 點(diǎn)擊擊自動(dòng)實(shí)動(dòng)實(shí)體 2. 輸輸入3. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn) .網(wǎng)格 生成 3D03操作步驟驟 選擇選擇目標(biāo)標(biāo)選擇了1目標(biāo)大小3特性1網(wǎng)網(wǎng)格組組Spring231Spring12Step1. 點(diǎn)擊擊 (左視圖視圖) .2. 點(diǎn)擊擊創(chuàng)創(chuàng)建 .3. 節(jié)節(jié)點(diǎn)輸輸入4. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn) .網(wǎng)格 節(jié)點(diǎn) 創(chuàng)建04操作步驟驟 332方法坐標(biāo)系數(shù)值數(shù)值0, 0, -80網(wǎng)網(wǎng)格組組Center Point421Spring13Step1. 點(diǎn)擊擊 其它它 .2. 輸輸入項(xiàng)項(xiàng)目3. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn).05操作步驟驟目標(biāo)標(biāo)剛體節(jié)節(jié)點(diǎn)(0, 0, -80) 節(jié)點(diǎn)依存節(jié)節(jié)點(diǎn)選擇 1個(gè)曲面網(wǎng)網(wǎng)格組組Rigid Link,1223

7、網(wǎng)格 單元 創(chuàng)建Spring14Step1. 創(chuàng)創(chuàng)建 各向同性2. 選擇選擇彈彈塑性 .3. 構(gòu)構(gòu)造4. 選擇應(yīng)選擇應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)變曲線線.5. 點(diǎn)擊創(chuàng)擊創(chuàng)建曲線線 .網(wǎng)格 屬性 資料06操作步驟驟 12號(hào)號(hào)2名稱稱Alu彈彈性模量7e5 (N/mm)泊松比0.346質(zhì)質(zhì)量密度2.71e-6 (kg/mm3)345Spring15Step1. 輸輸入: “Nonlinear” .2. 輸輸入以下數(shù)數(shù)據(jù)3. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn).4. 選擇選擇: “Nonlinear” .5. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn).6. 點(diǎn)擊擊關(guān)閉關(guān)閉.07操作步驟驟 項(xiàng)項(xiàng)目?jī)?nèi)內(nèi)容000.000135795 (N/mm)0.0025100 (N

8、/mm)0.01110 (N/mm)0.1120 (N/mm)1130 (N/mm)452136 6網(wǎng)格 屬性 資料Spring16Step1. 創(chuàng)創(chuàng)建 3D 2. 點(diǎn)擊擊實(shí)實(shí)體 .3. 輸輸入以下內(nèi)內(nèi)容4. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn) .5. 點(diǎn)擊擊關(guān)閉關(guān)閉 08操作步驟驟 342號(hào)號(hào)1名稱稱Solid材料2: Alu51網(wǎng)格 屬性 特性Spring17Step1. 輸輸入以下內(nèi)內(nèi)容2. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn) . 09操作步驟驟 12名稱稱Fix類類型面選擇選擇目標(biāo)標(biāo)2個(gè)目標(biāo)條條件鉸接靜態(tài)/熱 分析 邊界條件 約束條件Spring18Step1. 輸輸入以下信息2.點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn) . 10操作步驟驟 12名稱稱Fo

9、rce類類型節(jié)點(diǎn)選擇選擇目標(biāo)標(biāo)選擇1個(gè)目標(biāo)分量Z: -120 (N)靜態(tài)/熱 分析 靜荷載 力Spring19Step1. 輸輸入以下內(nèi)內(nèi)容2. 點(diǎn)擊擊 (分析控制) 11操作步驟驟 標(biāo)題標(biāo)題Nonlinear求解器類類型非線性靜態(tài)12分析及結(jié)果 分析工況 一般Spring20Step1. 點(diǎn)擊擊非線線性 .2. 勾選選幾何非線線性 .3. 輸輸入以下信息4. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn) .5. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn) . 分析控制 非線性12操作步驟驟 123位移0.001載載荷功1e-645Spring21Step1. 點(diǎn)擊擊執(zhí)執(zhí)行2. 另存為為文件名: “Spring” .3. 點(diǎn)擊擊保管(S). 13操作步驟驟 123分析及結(jié)果 分析 執(zhí)行Spring22Step1. 點(diǎn)擊擊 (軸側(cè)圖軸側(cè)圖1) .2. 一般 變變形 點(diǎn)擊擊變變形 .3. 變變形結(jié)結(jié)果如下圖圖所示.分析及結(jié)果工作目錄樹 Nonlinear : 非線性靜態(tài) INCR=20 (LOAD=1.000)14操作步驟驟 123Spring23Step1. 鼠標(biāo)標(biāo)右鍵鍵，在彈彈出窗口選擇導(dǎo)選擇導(dǎo)入分析結(jié)結(jié)果.2. 選擇選擇應(yīng)應(yīng)力 .3. 選擇選擇實(shí)實(shí)體單單元Von mises應(yīng)應(yīng)力.4. 點(diǎn)擊擊確認(rèn)認(rèn).5.增量步為為20的應(yīng)應(yīng)力.15操作步驟驟 1234分析及結(jié)果工作目錄樹 Non