ansys幾何非線性基礎(chǔ)講義(編輯修改稿)
2024-11-17 03:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 1565 5,第二十三頁(yè)，共五十一頁(yè)。,幾何非線性基礎(chǔ) B. 三類幾何非線性,大應(yīng)變 : 當(dāng)材料中的應(yīng)變變“大”時(shí)(比如多于百分之幾), 由于變形引起的幾何形狀改變不能再忽略了. “大” 是與問(wèn)題相關(guān)的. 大應(yīng)變分析不再假設(shè)應(yīng)變是無(wú)窮小, 而是有限的或大的. 大應(yīng)變理論考慮了形狀改變 (如厚度, 面積等) 和任意大轉(zhuǎn)動(dòng). 也固有地考慮了應(yīng)力剛化效應(yīng).,大應(yīng)變行為包括所有與幾何非線性有關(guān)的三種現(xiàn)象.,October 15, 2001 Inventory 001565 5,第二十四頁(yè)，共五十一頁(yè)。,幾何非線性基礎(chǔ) . 三類幾何非線性,大撓度: 當(dāng)一個(gè)單元的轉(zhuǎn)動(dòng)變“大”時(shí) (比如大于1 到2 度), 單元的局部剛度轉(zhuǎn)換為全局分量時(shí)將發(fā)生顯著的改變. “大” 是與問(wèn)題相關(guān)的. 在ANSYS中, 術(shù)語(yǔ)大撓度 和大轉(zhuǎn)動(dòng) 可以相互交換使用. 大撓度理論考慮了大轉(zhuǎn)動(dòng), 但是它假設(shè)應(yīng)變是小應(yīng)變. 還固有地考慮了應(yīng)力剛化效應(yīng).,大撓度理論是大應(yīng)變理論的子集.,大應(yīng)變,大轉(zhuǎn)動(dòng),應(yīng)力剛化,October 15, 2001 Inventory 001565 5,第二十五頁(yè)，共五十一頁(yè)。,幾何非線性基礎(chǔ) . 三類幾何非線性,應(yīng)力剛化: 一個(gè)零件中的應(yīng)力狀態(tài)會(huì)影響到該零件的剛度. 隨著張力的增大, 電纜的橫向剛度增加. 隨著壓縮量的增大, 柱體橫向剛度下降 (最終導(dǎo)致完全喪失剛度 – 如, 屈曲). 當(dāng)應(yīng)力剛化被激活時(shí), 程序計(jì)算應(yīng)力剛度矩陣, 并將它添加到原始剛度矩陣去包含此效應(yīng). 應(yīng)力剛度矩陣僅僅是應(yīng)力和幾何的函數(shù). 應(yīng)力剛度矩陣使切向剛度矩陣更加一致 (一般會(huì)改善收斂).,October 15, 2001 Inventory 001565 5,第二十六頁(yè)，共五十一頁(yè)。,幾何非線性基礎(chǔ) … 三類幾何非線性,因此, 在大位移分析中, 一個(gè)單元可用的特殊特征決定其行為: 大應(yīng)變單元考慮形狀改變和大轉(zhuǎn)動(dòng), 并固有地包含應(yīng)力剛化效應(yīng). 在這樣的單元中, 不能將大應(yīng)變效應(yīng)和大轉(zhuǎn)動(dòng)效應(yīng)分開. 大撓度單元考慮大轉(zhuǎn)動(dòng), 并固有地包含應(yīng)力剛化效應(yīng). 許多過(guò)去的桿、梁和殼單元有大撓度能力, 但是沒(méi)有大應(yīng)變( BEAM4, SHELL63 等). 將 應(yīng)力剛化 作為特殊特征列出的單元, 缺省時(shí)在剛度矩陣中包括應(yīng)力剛化項(xiàng). 這一般有助于改善收斂速度.,October 15, 2001 Inventory 001565 5,第二十七頁(yè)，共五十一頁(yè)。,程序幾乎可以用任何形式的剛度矩陣, 收斂時(shí)仍然會(huì)獲得精確解. 初始剛度 割線剛度 切向剛度,幾何非線性基礎(chǔ) c.一致切向剛度矩陣,精度由收斂容差決定, 而不是 [K] 的形式.,October 15, 2001 Inventory 001565 5,第二十八頁(yè)，共五十一頁(yè)。,幾何非線性基礎(chǔ) …一致切向剛度矩陣,盡管精度不受剛度矩陣形式的影響, 但卻嚴(yán)重影響收斂速度. 完全一致切向剛度矩陣 通常收斂速度最快. 完全一致切向剛度矩陣 [Kenl] 由四個(gè)分量組成: [Kenl] = [Keinc] + [Kes] + [Keu] + [Kea] [Keinc] 為主切向矩陣. [Kes] 為應(yīng)力 剛化矩陣. [Keu] 為初始位移 轉(zhuǎn)動(dòng)矩陣, 它包括在剛度關(guān)系中改變幾何形狀的效應(yīng). [Kea] 為壓力載荷剛度矩陣, 它包括在剛度關(guān)系中改變壓力載荷取向的效應(yīng).,October 15, 2001 Inventory 001565 5,第二十九頁(yè)，共五十一頁(yè)。,幾何非線性基礎(chǔ) … 一致切向剛度矩陣,對(duì)于大多數(shù)單元的大位移分析, 缺省時(shí)自動(dòng)包括前三個(gè)分量. 用求解控制去控制怎樣包括第四個(gè)分量 (壓力載荷剛度) : 缺省 (“程序選擇”) 包括單元SURF153, SURF154, SHELL181, PLANE182, PLANE183, SOLID185, SOLID186, SOLID187, BEAM188和BEAM189的壓力載荷剛度. 僅僅當(dāng)遇到收斂困難問(wèn)題時(shí)采用非缺省設(shè)置. 對(duì)不直接支持壓力載荷剛度的單元, 可以通過(guò)在施加壓力的表面上用 SURF154 包括該運(yùn)算.,October 15, 2001 Inventory 001565 5,第三十頁(yè)，共五十一頁(yè)。,幾何非線性基礎(chǔ) D. 建模,本章的剩余部分將描述在建立、運(yùn)行和后處理大位移模型時(shí)經(jīng)常有用的各種過(guò)程技巧. 首先研究建模的一些技巧. 單元選擇. 網(wǎng)格劃分. 耦合和約束方程.,October 15,
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