作業(yè)5A金屬塑性

目標(biāo):對(duì)一 彈簧定義非線性金屬塑性材料并分析

移除位移載荷的“回彈”.后處理應(yīng)力和應(yīng)變結(jié)果生成一力與變形曲線.2D

軸對(duì)稱幾何兩剛性面間的彈簧材料是延性鋼.彈簧和剛性面間假定為無(wú)摩擦接觸固定剛性邊界移動(dòng)剛性邊界彈簧2D稱中心線步驟:啟動(dòng)ANSYSWorkbench.瀏覽并打開(kāi)“WS5a_Belleville.wbpj”

項(xiàng)目文件.項(xiàng)目示圖區(qū)應(yīng)如右圖所示.從示圖區(qū),可看到已定義了Engineering(材料Data

和Geometry(綠色對(duì)號(hào)標(biāo)記).接下是在Mechanical中建立和運(yùn)行有限元模型Mechanical打開(kāi)Engineering

Data(高亮并雙擊或點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵并選擇Edit)

來(lái)校正材料屬性.檢驗(yàn)單位是公制(Tonne,mm,…)系統(tǒng).如果不是,點(diǎn)擊…Utility >

Units

>

Metric(Tonne,mm,…)雙擊Model

打開(kāi)FE模型(Mechanical

Session)(或RMB=>Edit…)一旦已進(jìn)入

Mechanical

程序,檢查工作單位制–

“Unit

>

Metric

(mm,kg,N,s,mV,mA)”展開(kāi)model

分支高亮顯示“Geometry”并參考息細(xì)節(jié)窗口來(lái)校正2D

稱模型.檢查彈簧與上，下剛性邊界的頂部和底部的兩個(gè) 稱無(wú)摩擦接觸區(qū)域.檢查不分離接觸區(qū)域，即固定彈簧底角阻止卸載時(shí)剛體運(yùn)動(dòng)區(qū)域.劃分網(wǎng)格:–

右擊>Generate

Mesh上，下幾何劃分為一個(gè)單元,而網(wǎng)格.彈簧幾何是有3個(gè)載荷步:底板固定:LS1:

零求解(力-變形圖原點(diǎn)的結(jié)果)LS2:對(duì)上板施加位移載荷(-5mm)LS3:移除位移載荷確認(rèn)一下分析設(shè)置:Number

ofSteps:Weak

Springs:Large

Deflection:3OffOn對(duì)Current

Step

Number=1,自動(dòng)時(shí)間步為Onum

Substeps

=并且Initial,Minimum

和‘1’.

(零求解誒)對(duì)

Current

Step

Numbers

2

和

3,

Auto

TimeStep

為Program

Controlled.回顧三個(gè)載荷步中上板的預(yù)定義位移載荷.求解:求解完成后,回顧收斂歷程:載荷步2的后處理結(jié)果:注意LS2末彈簧上的高應(yīng)力.這仍然是線彈性材料.LS3

(沒(méi)有圖示),

塑性應(yīng)變?yōu)榱?，卸載時(shí)無(wú)

變形.生成彈簧的力與變形曲線高亮顯示Solution

分支:右擊>Insert>User

Defined

Result上剛性板結(jié)果對(duì)Y-向力絕對(duì)值定義表達(dá)式

‘a(chǎn)bs(FY)’對(duì)位移‘UY’重復(fù)以上過(guò)程高亮顯示兩個(gè)用戶定義的結(jié)果:右擊>Rename

based

on

Definition高亮顯示Solution

分支:右擊>Evaluate

results制圖工具繪制

FY

與UY圖–

如下填寫(xiě)制圖工具細(xì)節(jié)窗口::

Deflection:

ForceOutline

Selection:

從Solution

Branch選擇‘a(chǎn)bs(FY)’和‘a(chǎn)bs(UY)’X

Axis:

abs(UY)

(Max)X-AxisY-AxisOmit:

Time,

abs(FY)(Min),

abs(UY)(Min)線性材料的力與位移圖是一條直線，沒(méi)有變形?靜力分析回到項(xiàng)目示圖區(qū)高亮顯示Model并右擊>Duplicate分離材料屬性第二個(gè)分析是對(duì)金屬塑性的分析高亮顯示Engineering

data并右擊>Delete項(xiàng)目示圖區(qū)應(yīng)如下圖所示現(xiàn)在可以修改表B中Engineering

data而不影響表A中model

和/或results

.改變新分析的標(biāo)題為:“Belleville

Spring-Nonlinear

Materials”打開(kāi)表B中Engineering

Data?金屬塑性模型從工具箱打開(kāi)Plasticity高亮Multilinear

Isotropic

Hardening

并右擊>”Include

Property”新材料應(yīng)出現(xiàn)在屬性

框定義塑性數(shù)據(jù)填入如右邊所示的塑性應(yīng)變和應(yīng)力數(shù)據(jù)從Utility

菜單,讀入修改的材料屬性Refresh

Project–回到項(xiàng)目工作空間從項(xiàng)目示圖區(qū),高亮并打開(kāi)表B中model組件.保持前面分析的所有的幾何實(shí)體、網(wǎng)格規(guī)格、邊界條件、載荷和分析設(shè)置.–

對(duì) 定義的塑性屬性進(jìn)行求解求解完成后,查看求解輸出:–

確認(rèn)分析中包含了定義的金屬塑性查看收斂歷程.與線性材料的進(jìn)行對(duì)比.載荷步

2

的后處理結(jié)果:比較這個(gè)材料和線性材料的最大應(yīng)力注意卸載后彈簧有

變形