【導(dǎo)讀】ANSYS是世界上著名的大型通用有限元計(jì)算軟件，ANSYS本身不僅具有較為完善的分析功能，同時(shí)也為用戶自己進(jìn)行二次開發(fā)提供了友好的開發(fā)環(huán)境。ANSYS的GUI就可建立各種復(fù)雜的幾何模型；此外，ANSYS還提供較為靈活的圖形接口及數(shù)據(jù)接口。起的結(jié)構(gòu)應(yīng)力和應(yīng)變.變化的載荷的響應(yīng).物理量有電流密度、電荷密度、電場(chǎng)及電阻熱等。雷達(dá)系統(tǒng)、同軸連接器等分析。壓電及聲學(xué)分析。及其它重要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。用于穩(wěn)態(tài)及瞬態(tài)熱分析。縮流及不可壓縮流等。后處理器能夠使用戶檢查所有ANSYS分析的計(jì)算結(jié)果。解決高度非線性結(jié)構(gòu)動(dòng)力問題。該程序可模擬板料成

　　

【正文】 服點(diǎn)比例極限非線性塑性強(qiáng)化準(zhǔn)則：總體方向?yàn)楦飨蛲詮?qiáng)化及隨動(dòng)強(qiáng)化 （ 即軸線漂移 ） ANSYS塑性強(qiáng)化選項(xiàng)： 1. 雙線性隨動(dòng)強(qiáng)化 BKIN 雙條線表示應(yīng)力 — 應(yīng)變曲線 ， 輸入材料時(shí)須輸入彈性模量 E 和屈服應(yīng)力 σ 2. 雙線性各向同性強(qiáng)化 BISO 3. 多線性隨動(dòng)強(qiáng)化 MKIN 4. 多線性隨動(dòng)強(qiáng)化 KINH 如右圖 3和 4項(xiàng)適于多線段應(yīng)力 應(yīng)變 分析 ， 應(yīng)用于金屬的小應(yīng)變分析 бεбεбε5. 多線性各向同性強(qiáng)化 MISO 6. 非線性隨動(dòng)強(qiáng)化 CHAB 7. 非線性各向同性強(qiáng)化 NLIS 8. 各向異性 ANISO 9. Druckerprager DP： DP材料適于顆粒狀材料其屈服面為圓錐形 ， 須輸入粘性值 C；內(nèi)部摩擦角 φ和膨脹角 φr бεбб б10. ANAND 模型 ANAND：用于金屬在熱加工狀態(tài)的大應(yīng)變響應(yīng) 。 注意此時(shí)材料溫度假設(shè)為高于熔點(diǎn)的一半 以上為材料非線性塑性一些選項(xiàng) ， 材料非線性可以認(rèn)為是加載的時(shí)間量 （ 蠕變等 ） ；環(huán)境狀況 （ 如溫度 ） ；加載歷史等因素影響到材料的應(yīng)力應(yīng)變性質(zhì)變化 蠕變：在常載荷作用下 ， 不可恢復(fù)的應(yīng)變隨時(shí)間變化持續(xù)增加 ， 結(jié)構(gòu)將會(huì)持續(xù)變形 應(yīng)力松弛：如果結(jié)構(gòu)承受常位移 ， 應(yīng)力將會(huì)隨時(shí)間而減小 應(yīng)力剛化：面內(nèi)應(yīng)力對(duì)面外剛度的影響 ， 二者間的耦合即稱應(yīng)力剛化 非線性單元 options綜合選項(xiàng) 不協(xié)調(diào)模式 （ 特殊形函數(shù) ） ： solid45的缺省選項(xiàng) ，適用于彎曲變形 選擇縮減積分 （ B— Bar） ：接近不可壓縮材料 ， 為體積變形 統(tǒng)一縮減積分 （ URI） ：接近不可壓縮材料 ， 適用于彎曲變形 混合 UR形式：不可壓縮或接近不可壓縮材料 推薦使用的單元 對(duì)率無(wú)關(guān)的塑性推薦用 ： 忽略彎曲的體積變形用 plane182。 solid185。 但需選 BBar選項(xiàng) 對(duì)于小應(yīng)變分析用不協(xié)調(diào)模式 plane42。 solid45 對(duì)于大應(yīng)變分析用 plane182和 solid185。solid95的 URI選項(xiàng) ,以上更適用于大模型 ,也可用 visco106 。 visco107 。 visco108單元 對(duì)梁?jiǎn)卧扑]用 beam188。beam189 對(duì)殼單元推薦用 shell181 非線性求解選項(xiàng) 使用求解控制 ,不帶自適應(yīng)下降的全為 Newton— raphson選項(xiàng) ， 推薦用 。 位置在求解器 analysis options對(duì)話框里 ， 多數(shù)用缺省項(xiàng) — 自動(dòng)選擇 塑性要求時(shí)間的載荷增量 ΔT 必須足夠小 如果應(yīng)力應(yīng)變是非線性變化的 ， ΔT 如果大 ， 則結(jié)果就可能不收斂 如果要應(yīng)力應(yīng)變曲線平滑 ， 須打開預(yù)測(cè)器 ， 減少迭代數(shù) 網(wǎng)格劃分注意事項(xiàng) 縮減積分單元需要更細(xì)的網(wǎng)格 。 因塑性計(jì)算發(fā)生在單元的積分點(diǎn)處 ， 因此 ， 積分點(diǎn)處網(wǎng)格密度非常重要 ，否則不能捕捉到進(jìn)入塑性的范圍 對(duì)彎曲分析在厚度上要有足夠的單元 ， 可從粗 細(xì)逐漸過渡 幾何非線性 用于分析大位移 ， 大應(yīng)變 ， 大轉(zhuǎn)角狀態(tài) 。 其特性為 ： 大位移指如果一個(gè)單元變化 ， 其單元矩陣也變化 ， 而且單元面的應(yīng)力將影響剛度 。 大應(yīng)變指應(yīng)變不在小 ， 而是有限或無(wú)限大的 。 以上這些 ANSYS將根據(jù)模型自動(dòng)判別 幾何非線性求解選項(xiàng) 求解前須將 soluAnalysis options對(duì)話框中第一項(xiàng)大變形 Large deform effects 設(shè)為 on， 以激活支持大應(yīng)變 打開大變形時(shí) ， 須包含應(yīng)力剛化項(xiàng) ， 即 s t r e s s stiffness or prestress 設(shè)為 “ stress stiff on” 非線性分析必須打開自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng) ， 并給出最大最小范圍 ， 以保證收斂 （ AUTOTS） 線性搜索選項(xiàng) （ LNSRCH） 對(duì)收斂振蕩問題有幫助 。位置在 solunonlinearline search一般缺省為 prog chosen 非線性載荷方向 在變形中多數(shù)情況下將保持一致的方向 大轉(zhuǎn)角時(shí)力將隨單元改變方向 加速度與集中力保持初始方向 ， 永遠(yuǎn)不變 表面壓力載荷隨單元變化 ， 總是垂直變形單元的表面 ， 施加的常壓力 ， 總壓力將隨表面積的改變而改變 位移前加速度節(jié)點(diǎn)力單元壓力位移后幾何非線性注意事項(xiàng)： ?注意載荷方向 ?在大應(yīng)變分析中預(yù)測(cè)網(wǎng)格扭曲 ， 要?jiǎng)澐诌m當(dāng)?shù)木W(wǎng)格 ?避免過分約束邊界處的變形 ， 以免產(chǎn)生應(yīng)力奇異 ?避免使用帶中間節(jié)點(diǎn)的單元 ?用適當(dāng)?shù)膯卧愋秃头e分準(zhǔn)則以解決網(wǎng)格自鎖 ?時(shí)間積分步長(zhǎng)大小合適 ， 大轉(zhuǎn)角時(shí)每一個(gè)子步須小于5度或 10度 ? 大轉(zhuǎn)角分析關(guān)閉預(yù)測(cè) solunonlinearpredictoroff 梁 ， 殼單元要有足夠的網(wǎng)格密度 ， 沒有一個(gè)單元可承受30度的彎曲度 ， 超過 30度就用一個(gè)單元描述 接觸非線性 接觸分類： 剛體對(duì)柔體 剛度差別較大 ， 如金屬成型 柔體對(duì)柔體 表面剛度差不多 ， 如螺栓 ， 法蘭聯(lián)接等 接觸協(xié)調(diào)條件 兩個(gè)表面須建立關(guān)系 ， 防止表面相互滲透 。 即建立接觸面和目標(biāo)面 。 防止穿透標(biāo)準(zhǔn)為判斷接觸面的節(jié)點(diǎn)是否進(jìn)入目標(biāo)面積分點(diǎn) ， 如進(jìn)入目標(biāo)范圍則稱之接觸 接觸單元分類 ● 節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)：指接觸的最終位置是已知的 ● 節(jié)點(diǎn)對(duì)面：接觸位置不定 ， 并允許大滑動(dòng) ● 面對(duì)面：接觸位置不定 ， 并允許大滑動(dòng) ， 最好用之 。過程是用接觸面和目標(biāo)面形成接觸對(duì) ， 但目標(biāo)面ANSYS要求為剛性 ， 稱為剛性目標(biāo)面 接觸分析步驟 創(chuàng)建有限元模型 /prep7creat 設(shè)置單元選項(xiàng)和實(shí)常數(shù) 創(chuàng)建目標(biāo)表面單元 meshtool 創(chuàng)建接觸表面單元 指定接觸面和目標(biāo)面 /prep7creatcontact wizard 施加邊界條件 /solu 定義求解選項(xiàng)和載荷步 求解 solve 觀察結(jié)果 /post1 選擇目標(biāo)面方針 平面 ， 凹面與凸面接觸 ， 平面 ， 凹面為目標(biāo)面 如兩表面網(wǎng)格劃分一個(gè)粗 ， 一個(gè)細(xì) ， 則網(wǎng)格粗的為目標(biāo)面 剛度大的為目標(biāo)面 大表面的為目標(biāo)面 如有一面劃分成高次單元 ， 另一面為低次單元 ， 則表面劃分低次單元的為目標(biāo)面 接觸單元 （ conta174)關(guān)鍵點(diǎn)選項(xiàng)： 增強(qiáng)的拉格朗日法 penal and lagrange k(2)=0是缺省選項(xiàng) ，推薦一般使用 。 對(duì)罰剛度不太敏感 ， 但也要求給出一個(gè)侵入容差 可用罰函數(shù)法 penalty method k(2)=1選項(xiàng) ， 推薦使用單元非常扭曲 ， 大摩擦系數(shù)或增強(qiáng)的拉格朗日法收斂行為不好的問題 罰剛度即法向剛度 normal penalty stiffness， 系數(shù)一般在 ， 體積變形為 1；彎曲變形用 無(wú)滑移時(shí) ， 摩擦問題 ANSYS自動(dòng)處理 ANSYS面對(duì)面單元默認(rèn)用 k(4)高斯積分點(diǎn) Gauss point來(lái)判斷 自接觸問題 ， 用 k(6)項(xiàng)不對(duì)稱接觸 Unsymmetrical更有效 如在靜態(tài)分析中 ， 開始不連接的物體 ， 建立接觸前產(chǎn)生剛體位移 ， 則可在剛體上加一些 K非常小的軟彈簧即可 接觸狀態(tài)分類： （ 單元輸出結(jié)果 ） 遠(yuǎn)區(qū)域開接觸 ID號(hào)為 0 近區(qū)域開接觸 ID號(hào)為 1 滑動(dòng)閉接觸 ID號(hào)為 2 粘著閉接觸 ID號(hào)為 3 接觸方式 k(12) contact surface behavior 標(biāo)準(zhǔn)的方式 Standard 粗糙接觸方式：無(wú)滑動(dòng) ， 摩擦系數(shù)無(wú)窮大 Rough 不分離接觸方式：不能脫開但允許滑動(dòng) ， 法向無(wú)間隙 ，No separation (sliding) 綁定方式：不能脫開移動(dòng) ， 即法向無(wú)間隙 Bonded “ 總是 ” 不分離方式： No separation (always) “ 總是 ” 綁定方式： Bonded (always) “ 初始接觸 ” 綁定方式： Bonded (initial contact)