ANSYS高級非線性培訓(xùn)手冊第04章分析

Training

Manual第四章蠕變Creep

is

usually

not

considered

the

same

as

viscoplasticity

since

the

plasticity

term

is

uncoupled

(weakly

coupled)

and

is

rate-independent.Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變本章綜述前一章探討了率無關(guān)塑性,本章將討論ANSYS中蠕變行為的分析方法。–盡管從材料的觀點看蠕變和粘塑性是相同的,但本構(gòu)模型的使用不同。因此,率相關(guān)的塑性主題被分為兩部分,這部分屬于蠕變。本章將介紹ANSYS中可用的大量的隱式和顯式蠕變法則。主要討論金屬的蠕變。然而,討論的各種觀點也適用于塑料或混凝土等其它材料的蠕變。ANSYS有隱式和顯式兩種蠕變分析過程。首先討論蠕變的一般知識，然后是進(jìn)行隱式或顯式蠕變分析的細(xì)節(jié)。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變…本章綜述本章包括下列主題：蠕變現(xiàn)象背景術(shù)語定義一般蠕變方程隱式蠕變過程顯式蠕變過程ANSYS蠕變模型的求解過程隱式蠕變與顯式蠕變的比較Diffusional

flow

through

crystal

lattice

(Nabarro-Herring

Creep)Diffusional

flow

along

grain

boundaries

(Coble

creep)Grain

boundaryslidingDislocation

creep

(Power

law

creep)Training

Manual隱式和顯式蠕變A.

蠕變背景晶體材料中,

如金屬,

蠕變機理與空隙的擴散流動和位錯運動有關(guān)。空隙是點缺陷,傾向于形成與所施加應(yīng)力方向垂直(而不是平行)的晶界?？障队筛呒袇^(qū)向低集中區(qū)運動。在低應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生擴散流動，但通常需要高溫條件。晶粒的位錯是線缺陷.位錯運動(攀A升dva、nc滑e滑d

S動tr、uct偏ura移l

N)o在nl高應(yīng)力狀態(tài)下被激活,盡管在中溫時也可能發(fā)生位錯

運動。有時晶界滑移被認(rèn)為是一種獨立的導(dǎo)致蠕變變形的機理。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變背景盡管對材料科學(xué)的詳細(xì)論述超越了本書的范圍，也足以說明前面提及的物理機理導(dǎo)致蠕變。蠕變變形與應(yīng)力、應(yīng)變、時間和溫度的相關(guān)性一般用與下式相似的形式來模擬：函數(shù)f1-4

與選擇的蠕變法則有關(guān)。–通常由不同應(yīng)變速率和溫度條件下的各種拉伸實驗確定相關(guān)蠕變常數(shù)。假設(shè)各向同性行為,von

Mises方程用于計算有效應(yīng)力,在蠕變應(yīng)變率方程中使用等效應(yīng)變(與率無關(guān)塑性相似)。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變背景當(dāng)計算彈性、塑性和蠕變應(yīng)變時,

ANSYS使用附加的應(yīng)變分量:將在后面討論。彈性、蠕變和塑性應(yīng)變都基于(當(dāng)前的)應(yīng)力狀態(tài)，但它們是獨立計算的(彼此互不依賴)。–注意在利用隱式蠕變與顯式蠕變進(jìn)行計算時有差別。計算塑性應(yīng)變(流動法則)類似于前一章的描述。根據(jù)蠕變應(yīng)附變加分率量方程計算蠕變應(yīng)變，它的詳細(xì)形式應(yīng)力-應(yīng)變Note

to

instructors:For

explanation

of

strong/weak

coupling

terminology,

please

see

later

sections

on

creep+plasticity

as

well

as

RATE+plasticity(next

chapter).Training

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變背景與塑性類似,蠕變是一種基于偏量行為的不可逆(非彈性)應(yīng)變。在蠕變流動條件下,假設(shè)材料是不可壓縮的。另一方面,與率無關(guān)塑性不同,蠕變在發(fā)生非彈性應(yīng)變時沒有屈服面。因此,

蠕變不需要高應(yīng)力值來發(fā)生更多的蠕變應(yīng)變。

假設(shè)在所有非零應(yīng)力值時都會發(fā)生蠕變應(yīng)變。前面提到,從材料的角度看,蠕變和粘A塑dv性anc是ed

相Str同uct的ur。al

Nonl工程應(yīng)用中,

通常蠕變用于描述低應(yīng)變速率的熱激活過程。率無關(guān)塑性和隱式蠕變應(yīng)變以弱耦合方式處理。相反,

ANSYS

中粘塑性本構(gòu)模型用于描述高應(yīng)變速率的應(yīng)用(例如,

沖擊載荷)。

非彈性應(yīng)變以強耦合方式處理。Training

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變分析實例焊球蠕變分析的例子(熱循環(huán))。Bret

Zahn,

ChipPAC授權(quán)的ANSYS模型(/)Ad單v元a元n1c8e5d(SBt-rBuarc)t,ur雙a曲l

Nonl正弦隱式蠕變模型Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變B.術(shù)語的定義蠕變的三個階段:在常載荷條件下,蠕變的單軸應(yīng)變與時間的關(guān)系如下圖所示。第一階段,

應(yīng)變率隨時間減小，該階段在較短時間內(nèi)完成。第二階段

具有常應(yīng)變率。第三階段,

應(yīng)變率迅速增加直到破壞(斷裂)。t第二階段第三階段第一階段斷裂Training

Manual隱式和顯式蠕變...術(shù)語的定義蠕變的三個階段(續(xù))蠕變應(yīng)變率可能是應(yīng)力、應(yīng)變、溫度、和/或時間的函數(shù)。對于工程分析,通常最關(guān)心蠕變的第一和第二階段，第三階段蠕變通常與開始破壞有關(guān)(頸縮、損壞),且時間較短，因此,ANSYS中不模擬第三階段。Advanced

Structural

Nonl第一階段蠕變的應(yīng)變率通常遠(yuǎn)大于第二階段蠕變。然而,應(yīng)變率在第一階段逐漸降低而在第二階段幾乎為常值(對于前面提及的常應(yīng)力、恒溫下單軸試驗情況而言)，而且第一階段蠕變時間比第二階段短。Training

Manual隱式和顯式蠕變...術(shù)語的定義蠕變–在施加恒應(yīng)力條件下,蠕變應(yīng)變增加。應(yīng)力松弛–在施加恒應(yīng)變條件下,應(yīng)力降低。tetAdvanced

Structural

NonlsTraining

Manual隱式和顯式蠕變...術(shù)語的定義時間強化–假設(shè)蠕變應(yīng)變率僅與從蠕變過程開始的時間有關(guān)，

也就是說,

該曲線上/下移動，1

2當(dāng)應(yīng)力從s 到

s

變化時,

計算A

到

B點的不同蠕變速率。應(yīng)變強化–假設(shè)蠕變速率僅與材料現(xiàn)有的應(yīng)變有關(guān)，也就是說,

曲線左/右移動.

當(dāng)應(yīng)力從

s1到

s2

變化時,

計算A

到

B點的不同蠕變應(yīng)變率。tAdvanced

Structural

Nonles1s2ABtes1s2ABTraining

Manual隱式和顯式蠕變...術(shù)語的定義顯式蠕變顯式蠕變是指應(yīng)用Euler向前法進(jìn)行蠕變應(yīng)變演化的計算。在每個時間步使用的蠕變應(yīng)變率與該時間步開始時的速率一致，并假設(shè)在整個時間步Dt內(nèi)為常量，因此，需要很小的時間步以使減小誤差。Advanced

Structural

Nonl對于有塑性的顯式蠕變,首先進(jìn)行塑性修正,然后進(jìn)行蠕變修正。兩種修正在不同應(yīng)力值處進(jìn)行，因此精度較差。Training

Manual隱式和顯式蠕變...術(shù)語的定義隱式蠕變隱式蠕變應(yīng)用了Euler向后積分法求解蠕變應(yīng)變。該方法在數(shù)值上無條件穩(wěn)定，這意味著不必象顯式蠕變方法那樣,使用小的時間步,所以總體上會更快。對于隱式蠕變加上率無關(guān)塑性,塑性Ad修van正ced和St蠕ruc變tu修r(nóng)al正Nonl同時進(jìn)行,而不是分別進(jìn)行。因此,隱式蠕變一般比

顯式蠕變更精確,但它仍與時間步大小有關(guān)，必須使

用足夠小的時間步來精確捕捉路徑相關(guān)行為?；谏鲜鲈?

隱式蠕變是

ANSYS

推薦的方法(高效、精確)。

后面將詳細(xì)討論兩種蠕變過程。Training

Manual隱式和顯式蠕變C.一般蠕變方程如前所述,

蠕變方程通常是一種速率形式,

類似于下式:然而,

被分析的材料類型決定了具體蠕變方程的選擇?，F(xiàn)在討論一些一般的特性,

具A體d體van模ced型St包ruc括tur在al

Nonl隱式蠕變和顯式蠕變兩部分中。–單元手冊第2.5章節(jié)也包括了隱式和顯式蠕變方程。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...一般蠕變方程溫度相關(guān)性–蠕變效應(yīng)被熱激活,它的溫度相關(guān)性通常由Arrhenius法則來表示:式中Q為激活能,R為普適氣體常數(shù),T為絕對溫度。應(yīng)力相關(guān)性–蠕變應(yīng)變通常也與應(yīng)力有關(guān),尤其是位錯蠕變。

Norton法則為:對上述冪定律的常見修正如下:Training

Manual隱式和顯式蠕變...一般蠕變方程通常第一階段蠕變顯示時間或應(yīng)變強化。時間強化包含在一個時間相關(guān)項中:應(yīng)變強化包含在一個應(yīng)變相關(guān)項中:Advanced

Structural

Nonl由可用的材料數(shù)據(jù)來決定使用哪一項(應(yīng)變或時間強化)第二階段不具有時間或應(yīng)變強化，第二階段的蠕變應(yīng)變率通常是常數(shù)。Note

to

instructors:Explicit

creep

(e.g.,

C6

○

9)tends

to

be

used

only

for

specific

cases

such

as

those

outlined

in

“Nuclear

Systems

MaterialHandbook”.

See

Elements

Manual,

Explicit

Creep

for

details.Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...一般蠕變方程ANSYS中可用的蠕變法則匯總?cè)缦?如前所述,只要可能,推薦采用隱式蠕變。Training

Manual隱式蠕變D節(jié)Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變D.隱式蠕變過程本節(jié)討論進(jìn)行隱式蠕變分析的過程。如前所述,

因為隱式蠕變比顯式蠕變更穩(wěn)定、精確和高效(更快),

所以是首選的方法。這是由于該公式中使用了隱式積分法(Euler向后法)。有些情況下采用的蠕變法則或單元類型需要使用顯式蠕變方法。Training

Manual隱式和顯式蠕變...支持的單元類型隱式蠕變材料支持的單元類型:“核心”單元:PLANE42,SOLID45,PLANE82,SOLID92和SOLID95“18x”系列單元:LINK180,SHELL181,PLANE182,PLANE183,SOLID185,SOLID186,SOLID187,BEAM188和BEAM189隱式蠕變分析中,

推薦選擇“18x”Adva系nce列d

St單ruc元tur。al

Nonl因為在“18x”系列單元中有大量的單元技術(shù)可用(參考第二章),這些單元提供了更強的靈活性和能力。這些公式包括B-Bar,URI,增強應(yīng)變及混合U-P?！?8x”系列單元比核心單元支持更多的本構(gòu)模型,包括超彈性。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...支持的塑性模型前已述及,

蠕變與率無關(guān)塑性解耦。

隱式蠕變允許與下述率無關(guān)塑性模型相結(jié)合(見第三章):有蠕變的BISO,MISO和NLISO(等向強化蠕變)有蠕變的BKIN(隨動強化蠕變)–蠕變與HILL(各向異性蠕變)蠕變與BISO,MISO和有HILL的NLISO(等向強化的各向異性蠕變)蠕變與有HILL的BKIN(隨動強化的各向異性蠕變)Training

Manual隱式和顯式蠕變...定義隱式蠕變模型可以用命令或通過GUI定義隱式蠕變模型(在下面的幻燈片中討論)。對于隱式蠕變,

以兩種方式定義溫度相關(guān)性:由TBDATA(或材料GUI)定義溫度相關(guān)常數(shù)很多蠕變方程包括前面提及的Arrhenius方程Advanced

Structural

Nonl由用戶確定使用任一個或兩個方法來包含溫度相關(guān)性。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...定義隱式蠕變模型通過命令定義隱式蠕變時,

使用TB,CREEP,

具體蠕變模型由TBOPT

定義。TB,

CREEP,

mat,

ntemp,

npts,

TBOPTTBTEMP定義與溫度相關(guān)的常數(shù)–TBDATA定義實際常數(shù)對下面的例子,TBOPT=2是指采用時間-強化蠕變方程.使用TBTEMP命令指定溫度相關(guān)常數(shù),與該方程相關(guān)的四個常數(shù)由TBDATA命令指定為自變量。TB,CREEP,1,1,4,2TBTEMP,100TBDATA,1,C1,C2,C3,C4Advanced

StructuralNonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...定義隱式蠕變模型所有隱式蠕變模型可以在如下的材料

GUI中選擇:Structural

>

Nonlinear

>Inelastic

>

RateDependent

>

Creep確保首先定義必需的線彈性材料屬性

(EX和PRXY)。NEED

TO

UPDATE

SLIDE

(TBOPT=13

NOT

PRESENT)Advanced

StructuralTraining

Manual隱式和顯式蠕變...定義隱式蠕變模型當(dāng)選擇合適的隱式蠕變模型后,

出現(xiàn)一個獨立對話框顯示所需的輸入項。下面例子中,已經(jīng)定義了第一階段蠕變方程,提示用戶輸入四個蠕變常數(shù)。也可以輸入溫度相關(guān)的常數(shù)。NonlNEED

TO

UPDATE

SLIDE

(TBOPT=13

NOT

PRESENT)Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式與顯式蠕變...可用的隱式蠕變模型下表顯示可用的隱式蠕變法則，方程在下面幻燈片中說明。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...可用的隱式蠕變模型1)應(yīng)變強化TBOPT=1第一階段蠕變2)時間強化TBOPT=2第一階段蠕變3)廣義指數(shù)TBOPT=3第一階段蠕變4)廣義GrahamTBOPT=4第一階段蠕變Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...可用的隱式蠕變模型5)廣義BlackburnTBOPT=5第一階段蠕變6)修正的時間強化TBOPT=6第一階段蠕變7)修正的應(yīng)變強化TBOPT=7第一階段蠕變Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...可用的隱式蠕變模型8)廣義GarofaloTBOPT=8第二階段蠕變9)指數(shù)形式TBOPT=9第二階段蠕變10)NortonTBOPT=10第二階段蠕變Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...可用的隱式蠕變模型11)時間強化TBOPT=11第一階段+第二階段12)有理多項式TBOPT=12第一階段+第二階段13)廣義時間強化TBOPT=13第一階段蠕變Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...練習(xí)請參考附加練習(xí)題:練習(xí)6:應(yīng)力松弛Training

Manual顯式蠕變E節(jié)Training

Manual隱式和顯式蠕變E.

顯式蠕變過程本節(jié)討論進(jìn)行顯式蠕變分析的過程。前已述及由于隱式蠕變方法比顯式蠕變更有效和精確而成為首選方法。顯式蠕變使用需要非常小的時間步的Euler向前法,因此會有很多次迭代。與隱式蠕變不同,塑性計算不是同時Ad進(jìn)va行n行ce的d

S。tru首ctu先ra進(jìn)l

Nonl行塑性分析,然后是蠕變計算(疊加)，該時間步的塑性應(yīng)變等不進(jìn)行重新調(diào)整。只要可能,都應(yīng)使用隱式蠕變，然而,有些情況下采用的蠕變法則或單元類型需要使用顯式蠕變。Note

to

instructors:There

are

no

‘recommended’

element

types

for

use

with

explicit

creep

analysis.

The

element

type

will

be

dictated

by

theproblem.

For

example,

the

general

purpose

‘core’

elements

will

probably

be

used

most

of

the

time,

but

if

the

user

has

concrete,

shells,

etc.,

thenonly

specific

elements

can

be

chosen

for

that

application.Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...顯式蠕變過程顯式蠕變材料支持的單元類型:“核心”單元:PLANE42,SOLID45,PLANE82,SOLID92和

SOLID95其它單元:

LINK1,

PLANE2,

LINK8,

PIPE20,

BEAM23,BEAM24,SHELL43,SHELL51,PIPE60,SOLID62和SOLID65注意18x系列單元不支持顯式蠕變。顯式蠕變支持的塑性基本模型:任何使用中的單元類型所支持的塑性模型都可以與顯式蠕變相結(jié)合(如BISO,MISO,BKIN,KINH/MKIN,DP)。前已述及,

這是塑性和蠕變的非同時性模擬(首先進(jìn)行塑性計算,然后是蠕變計算)。Training

Manual隱式和顯式蠕變...顯式蠕變過程可以使用命令或通過GUI定義一個顯式蠕變模型(在下面的幻燈片中討論)。顯式蠕變沒有與溫度有關(guān)的常數(shù)。由蠕變方程說明溫度相關(guān)性。顯式蠕變常數(shù)定義并輸入為

C1,

C2

等等,

其中C1為第一個常數(shù),

C6

為第六個常數(shù)等Ad。vanced

Structural

Nonl不必定義所有的常數(shù)，需要使用的常數(shù)數(shù)目與選擇的蠕變方程有關(guān)。Training

Manual隱式和顯式蠕變...顯式蠕變過程當(dāng)通過命令定義顯式蠕變時,

使用TB,CREEP

命令,

TBOPT=0

(或保留空白)。TB,

CREEP,

mat,

ntemp,

nptsTBDATA定義實際的常數(shù)。通常用C6常數(shù)指定第一階段蠕變(選擇C6=0到15)，0或T+Toffset若C1

0,

則不計算第一階段蠕變。–

用

C12

常數(shù)選擇第二階段蠕變(C12=Ad0va或nce1d)S，tru第ctu一ra階l

Nonl段蠕變方程C6=9-11,

13-15

已經(jīng)包括第二階段蠕變效應(yīng),

所以第二階段蠕變

C12常數(shù)被忽略，若C7 0

或T

+

Toffset0,則不計算第二階段蠕變。–

用C66常數(shù)指定輻射感應(yīng)蠕變，

C6=0

至11時使用該方程，若C55 0

且

C61

0,

或T

+

Toffset

0,

則不計算第二階段蠕變。Training

Manual隱式和顯式蠕變...定義顯式蠕變模型如下的材料GUI中可以選擇所有的顯式蠕變模型:Structural>Nonlinear>Inelastic>Rate

Dependent>Creep確保首先定義必需的線彈性材料屬性(EX和PRXY)。Advanced

Structural

NonlAdvanced

StructuralTraining

Manual隱式和顯式蠕變...定義顯式蠕變模型當(dāng)選擇合適的顯式蠕變模型后,

出現(xiàn)一個獨立的對話框顯示需要的輸入項。–下面例子中,已經(jīng)定義了一個蠕變方程,提示用戶輸入各種蠕變常數(shù)。NonlAdvanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...可用的顯式蠕變模型下表為可用的顯式蠕變法則，其方程將在下面的幻燈片說明。注意對于具體材料,

很多蠕變法則有固有的單位(例如C6=11)。請查閱單元手冊的第

2.5

章節(jié)以保證使用正確的單位系統(tǒng)。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...可用的顯式蠕變模型應(yīng)變強化1)C6=0第一階段蠕變時間強化2)C6=1第一階段蠕變廣義指數(shù)3)C6=2第一階段蠕變4)鋼的蠕變法則C6=9,

10,

11,

14,

or

15第一和第二階段蠕變參閱單元手冊第2.5章中的定義ec

的選項。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...可用的顯式蠕變模型冪函數(shù)蠕變法則5)C6=12第一階段蠕變真冪函數(shù)6)C6=13第一和第二階段蠕變指數(shù)形式7)C12=0第二階段蠕變Norton8)C12=1第二階段蠕變Training

Manual蠕變求解過程F節(jié)Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變F.求解蠕變問題前面討論了ANSYS中隱式和顯式蠕變的一些區(qū)別。可用的蠕變法則取決于蠕變方法蠕變常數(shù)的輸入不同支持的單元類型不同隱式蠕變是首選方法本節(jié)將回顧蠕變材料模型的求解過程:求解選項后處理適當(dāng)?shù)臅r候?qū)⑻崾倦[式和顯式蠕變求解過程的區(qū)別。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變的求解選項含蠕變材料的模型求解與其他非線性問題類似,但求解蠕變問題時有一些特殊的考慮事項。蠕變是大應(yīng)變還是小應(yīng)變?nèi)Q于該問題。若不能確定,

最好打開大變形效應(yīng)。與其它率無關(guān)材料的靜態(tài)非線性分析不同,蠕變分析中“時間”有重要意義。確保結(jié)束時間對于模型和所關(guān)心的時間范圍是合適的。

注意分析不是必需為瞬態(tài)分析，慣性效應(yīng)(TIMINT)打開或關(guān)閉取決于該問題。

然而,

一般來說,

由于時間范圍較長,

蠕變分析不考慮慣性效應(yīng)(ANTYPE,STATIC

或

TIMINT,OFF)

。If

explicit

creep

is

the

onlysource

of

nonlinearity

present

(e.g.,

no

contact

or

plasticity),

the

solution

may

benefit

fromusing

the

modifiedNewton-Raphson(MNR)

method

inconjunction

with

the

frontal

solver.Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變的求解選項指定蠕變分析的求解類型Main

Menu

>

Solution

>

Analysis

Type-

Sol’n

Control…Solution

Controls

>

-Basic

Tab-

Analysis

Options需要時指定大位移求解（

NLGEOM,ON）推薦使用缺省的求解控制設(shè)置(SOLCONTROL)，缺省時,求解控制打開。Training

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變的求解選項在載荷步末使用合適的時間(TIME)。Solution

Controls

>

-Basic

Tab-

Time

Control與其它靜態(tài)分析不同,因為蠕變是率相關(guān)的,在蠕變分析中TIME有其含義。分析可以是靜態(tài)或瞬態(tài)的(不包括或包括慣性效應(yīng))，但TIME應(yīng)該是真實單位。指定一個合適的初始時間步長(DELTIM)來捕捉非線性效應(yīng)，確保最小和最大時間步長也合A合dv理anc。ed

Structural

Nonl右面例子中,在求解控制對話框

中,指定結(jié)束時間為1300.初始

時間步是長1.0,最小為0.5,最大為10。(僅供示范)Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...切換隱式蠕變效應(yīng)僅對于隱式蠕變,

RATE

(“包括應(yīng)變率效應(yīng)”)命令在分析中用于打開或關(guān)閉蠕變效應(yīng)。Solution

Controls>-Nonlinear

Tab-Creep

Option–這對建立初始條件有用。這種情況下,應(yīng)該設(shè)定一個非常小的結(jié)束時間值(如1e-8),關(guān)閉速率效應(yīng)(RATE,OFF)，正常求解，然后用RATE,ON命令打開蠕變效應(yīng),并指定真實結(jié)束時間。–RATE命令僅適用于下述情況:18x系列單元的隱式蠕變(von

Mises勢)18x或核心單元的各向異性隱式蠕變(Hill勢)Training

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變應(yīng)變比率因為蠕變是一種路徑相關(guān)現(xiàn)象,

確保充分地捕捉響應(yīng)是重要的。

ANSYS

采用的一個措施是蠕變比率Cs,

Cs定義為:式中,

Decr

為等效蠕變應(yīng)變增量,

eetAtd為van修ced正Str的uct等ura效l

Nonl彈性應(yīng)變(詳見理論手冊第4.2/4.3章)。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變應(yīng)變比率需要時使用后退控制(CUTCONTROL)指定等效蠕變應(yīng)變比率的最大值。Solution

Controls

>

-Nonlinear

Tab-

Cutback

ControlCUTCONTROL,CRPLIMIT,crvalue,1將為隱式蠕變施加蠕變比率的最大值-crvalue。缺省時不指定隱式蠕變極限控制。CUTCONTROL,CRPLIMIT,crvalue,0將為顯式蠕變施加蠕變比率的最大值-crvalue。缺省時顯式蠕變極限為10%。–

在一個時間步長中, 若

ANSYS

計算的一個蠕變應(yīng)變比率大于crvalue,

則求解步自動二分,

直到滿足蠕變極限或達(dá)到最小時間步長。Training

Manual隱式和顯式蠕變...蠕變應(yīng)變比率如前所述,顯式蠕變有一個穩(wěn)定性極限，這與蠕變極限0.25(25%)一致,所以指定的極限不能大于該值，使用時,缺省值0.10(10%)比較合適。另一方面,隱式蠕變是絕對穩(wěn)定的,所以沒有穩(wěn)定性極限，因而,缺省時不強加極限。然而,這不意味著隱式蠕變是“絕對精確?！币话阃扑]的蠕變比率極限為1到10

(100-1000%),并確保指定一個足夠小的初始時A間dv步anc長ed

及Str最uct小ur、al

Nonl最大時間步長。蠕變比率被打印在如下所示的輸出文件/窗口:***

LOAD

STEP

1

SUBSTEP 94

COMPLETED.

CUM

ITER

=

94***

TIME

=

940.000

TIME

INC

=

10.0000***

CREEP

RATIO

=

0.7971E-03Training

Manual隱式和顯式蠕變...指定溫度補償值用TOFFST指定一個絕對溫度補償值。Main

Menu

>

Preprocessor

>

Material

Props

>Temperature

Units通常熱載荷單位可以是oC或oF，TOFFST用于在

ANSYS內(nèi)部轉(zhuǎn)換為絕對單位。蠕變方程建立在絕對溫度規(guī)格上，例Ad如v如an在cedASrtrruhcteunrialuNsonl函數(shù)中。Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...檢查蠕變結(jié)果除了檢查彈性、熱和塑性應(yīng)變外,

還可檢查蠕變應(yīng)變。Main

Menu

>

General

Postproc

>

PlotResults>

Nodal

Solu

…Main

Menu

>

General

Postproc

>Plot

Results

>

Element

Solu

…Advanced

Structural

NonlTraining

Manual隱式和顯式蠕變...檢查蠕變結(jié)果也可