23ansys高級非線性培訓手冊(文件)

　

【正文】 t olVdVPPV??? kAdvanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC57 單元技術 ... Lagrange 乘子 UP ? 對超彈材料的 完全不可壓縮 分析，用一個不同的方程來施加體積約束。 ?????? D???????DD??????00FpuKKKpuupuuAdvanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC59 單元技術 ... Lagrange 乘子 UP ? 壓力和位移自由度用獨立函數內插。 ? 當壓力自由度數 (Np) 比活動 (無約束 )位移自由度 (Nd) 數大時，這是過度約束模型，會導致鎖定。這是因為靜水壓力 (內部自由度 ) 獨立于變形。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC62 單元技術 ... 混合 UP 公式 ? 總之 , 對幾乎和完全不可壓縮材料 , ANSYS 提供了豐富的應用混合 UP 公式的單元技術庫。 ? 前面部分中討論過， 18x 單元中的混合 UP 公式可以和其它單元公式結合。 ? 只要可能，對非線性問題建議采用 18x 單元，因為 : – 最新的單元技術和 18x 單元結合 ， 包括 Bbar, URI, 增強應變和混合 UP。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC64 單元技術 ... 實體單元推薦 – 對高階單元 , 缺省時采用 URI。 ? 任何第二階單元，尤其是需要四面體網格的 CAD 幾何圖形的 SOLID92 (或 SOLID187)。 如果剪切鎖定成為問題，用戶可以切換到增強應變。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC67 單元技術 ... 練習 請參考附加練習題 : ? 練習 2: 體積鎖定 殼和梁單元 第二章 HI節 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC69 單元技術 H. 殼單元 ? 殼單元用于模擬一個方向的尺寸 (厚度 ) 遠小于其它尺寸的結構，尺寸是基于實際結構而非單元大小。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC70 單元技術 ... 殼單元 ? 下表為 ANSYS 中殼單元的一些區別 : S H E LL 6 3 S H E LL 9 1 , 9 3 S H E LL 1 8 1S h e l l T h e o r y K i r c h h o f f R e i s s n e r / M i n d l i n R e i s s n e r / M i n d l i n T r a n s v e r s e S h e a rN e g l e c t e d I n c l u d e d ( c o n s t a n t t r a n s v e r s e s h e 。 – 長厚比為 20:1 可作為決定使用殼單元的一般準則。 ? 對 18x 單元，對幾乎或完全不可壓縮分析可以采用混合 UP KEYOPT(6) 與其它技術的結合。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC66 單元技術 ... 實體單元推薦 有限應變非線性分析 ? 對大應變的應用，首選低階四邊形 /六面體單元 (不會出現中間結點逆位問題 )。 – 低階單元選擇 的一些指南如下 : 1 8 x E l e m e nt Fo r m ul a t i onP r os C on s W he n t o U s eB B a r E f f i c i e n t f o r n e a r l y i n c o m p r e s s i b l e , b u l k d e f o r m a t i o n p r o b l e m sM a y b e s u s c e p t i b l e t o s h e a r l o c k i n gB B a r w i t h M i x e d U PE f f i c i e n t f o r f u l l y i n c o m p r e s s i b l e , b u l k d e f o r m a t i o n p r o b l e m sS a m e c o n s i d e r a t i o n s a s a b o v e , p l u s d i r e c t s o l v e r s r e q u i r e d d u e t o M i x e d U PE n h a n c e d S t r a i nW i l l h a n d l e b e n d i n g d o m i n a t e d , n e a r l y i n c o m p r e s s i b l e p r o b l e m s .E x t r a C P U t i m e r e q u i r e d f o r E n h a n c e d S t r a i n t e r m s ( c o n d e n s e d o u t a t e l e m e n t l e v e l )E n h a n c e d S t r a i n w i t h M i x e d U PW i l l h a n d l e b e n d i n g d o m i n a t e d , f u l l y i n c o m p r e s s i b l e p r o b l e m s .S a m e c o n s i d e r a t i o n s a s a b o v e , p l u s d i r e c t s o l v e r s r e q u i r e d d u e t o M i x e d U PURI W i l l h a n d l e s h e a r l o c k i n g a n d n e a r l y i n c o m p r e s s i b l e p r o b l e m s .B e c a u s e o f h o u r g l a s s m o d e s , n o t r e c o m m e n d e d c h o i c eU R I w i t h M i x e d U PW i l l h a n d l e s h e a r l o c k i n g a n d f u l l y i n c o m p r e s s i b l e p r o b l e m s .S a m e c o n s i d e r a t i o n s a s a b o v e , p l u s d i r e c t s o l v e r s r e q u i r e d d u e t o M i x e d U PR e c o m m e n d e d f o r m o s t a n a l y s e s , e s p e c i a l l y b u l k d e f o r m a t i o n p r o b l e m s .R e c o m m e n d e d i f p r o b l e m i s b e n d i n g d o m i n a t e d . I f p r o b l e m h a s s o m e b e n d i n g , u s e w h e n a c c u r a c y i s a n i s s u e .R e c o m m e n d e d c h o i c e o n l y f o r c o m p a t i b i l i t y w i t h L S D Y N A i n i m p l i c i t t o e x p l i c i t o r e x p l i c i t t o i m p l i c i t s i m u l a t i o n s .Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC65 單元技術 ... 實體單元推薦 線性分析和小應變非線性分析 ? 任何具有附加位移形式的第一階四邊形 /六面體單元 (對 PLANE42, SOLID45 在非退化形式中缺省 )。這些單元具有豐富的本構模型，這在本書的后面討論。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC63 單元技術 G. 實體單元推薦 ? 傳統單元容易剪切和體積鎖定， ANSYS 中有很多單元技術解決這兩個問題。 – 對幾乎不可壓縮彈塑材料，用 18x系列的混合 UP 公式或 VISCO106108 單元。 沒有這個條件，就不能計算靜水壓力 – 即沒有唯一解。 過度約束模型可用網格細化來克服 , 尤其在沒有位移邊界條件的區域。 – SOLID187 (KEYOPT(6)=2) 有 4個壓力自由度 , 而且與體積應變內插函數一致。 – 和幾乎不可壓縮情況相似， Vtol 通過 SOLCONTROL 命令指定 (缺省值是 1e5). Vt o lV VVoo ??Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC58 單元技術 ... Lagrange 乘子 UP ? 對材料是 完全不可壓縮 的情況，需要注意 , 對此公式 [Kpp]=0。 式中 V 為單元體積。 – 該公式用于 18x 系列單元 (KEYOPT(6)0) (PLANE182183, SOLID185187) – 后面將討論幾乎和完全不可壓縮材料的 Lagrange 乘子法公式。 若軸對稱，由于扭轉 (UZ) 自由度而需要更多的自由度。 – 該公式用于超彈材料 (MooneyRivlin)的 HYPER56, 58, 74 和 158 – 也用于支持率相關和率無關塑性 (Anand, 等向強化 )的 VISCO106108 ? 該公式可用于 幾乎不可壓縮分析。 體積應變中任何小的誤差在靜水壓力 (和應力 )