【正文】 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC70 單元技術(shù) ... 殼單元 ? 下表為 ANSYS 中殼單元的一些區(qū)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(zhǎng)厚比為 20:1 可作為決定使用殼單元的一般準(zhǔn)則。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC67 單元技術(shù) ... 練習(xí) 請(qǐng)參考附加練習(xí)題 : ? 練習(xí) 2: 體積鎖定 殼和梁?jiǎn)卧? 第二章 HI節(jié) Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC69 單元技術(shù) H. 殼單元 ? 殼單元用于模擬一個(gè)方向的尺寸 (厚度 ) 遠(yuǎn)小于其它尺寸的結(jié)構(gòu)，尺寸是基于實(shí)際結(jié)構(gòu)而非單元大小。 ? 對(duì) 18x 單元，對(duì)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(shù)的結(jié)合。 如果剪切鎖定成為問(wèn)題，用戶可以切換到增強(qiáng)應(yīng)變。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC66 單元技術(shù) ... 實(shí)體單元推薦 有限應(yīng)變非線性分析 ? 對(duì)大應(yīng)變的應(yīng)用，首選低階四邊形 /六面體單元 (不會(huì)出現(xiàn)中間結(jié)點(diǎn)逆位問(wèn)題 )。 ? 任何第二階單元，尤其是需要四面體網(wǎng)格的 CAD 幾何圖形的 SOLID92 (或 SOLID187)。 – 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(shù) ... 實(shí)體單元推薦 線性分析和小應(yīng)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(duì) PLANE42, SOLID45 在非退化形式中缺省 )。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC64 單元技術(shù) ... 實(shí)體單元推薦 – 對(duì)高階單元 , 缺省時(shí)采用 URI。這些單元具有豐富的本構(gòu)模型，這在本書(shū)的后面討論。 ? 只要可能，對(duì)非線性問(wèn)題建議采用 18x 單元，因?yàn)?: – 最新的單元技術(shù)和 18x 單元結(jié)合 ， 包括 Bbar, URI, 增強(qiáng)應(yīng)變和混合 UP。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC63 單元技術(shù) G. 實(shí)體單元推薦 ? 傳統(tǒng)單元容易剪切和體積鎖定， ANSYS 中有很多單元技術(shù)解決這兩個(gè)問(wèn)題。 ? 前面部分中討論過(guò)， 18x 單元中的混合 UP 公式可以和其它單元公式結(jié)合。 – 對(duì)幾乎不可壓縮彈塑材料，用 18x系列的混合 UP 公式或 VISCO106108 單元。 Advanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC62 單元技術(shù) ... 混合 UP 公式 ? 總之 , 對(duì)幾乎和完全不可壓縮材料 , ANSYS 提供了豐富的應(yīng)用混合 UP 公式的單元技術(shù)庫(kù)。 沒(méi)有這個(gè)條件，就不能計(jì)算靜水壓力 – 即沒(méi)有唯一解。這是因?yàn)殪o水壓力 (內(nèi)部自由度 ) 獨(dú)立于變形。 過(guò)度約束模型可用網(wǎng)格細(xì)化來(lái)克服 , 尤其在沒(méi)有位移邊界條件的區(qū)域。 ? 當(dāng)壓力自由度數(shù) (Np) 比活動(dòng) (無(wú)約束 )位移自由度 (Nd) 數(shù)大時(shí)，這是過(guò)度約束模型，會(huì)導(dǎo)致鎖定。 – SOLID187 (KEYOPT(6)=2) 有 4個(gè)壓力自由度 , 而且與體積應(yīng)變內(nèi)插函數(shù)一致。 ?????? D???????DD??????00FpuKKKpuupuuAdvanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC59 單元技術(shù) ... Lagrange 乘子 UP ? 壓力和位移自由度用獨(dú)立函數(shù)內(nèi)插。 – 和幾乎不可壓縮情況相似， Vtol 通過(guò) 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(shù) ... Lagrange 乘子 UP ? 對(duì)材料是 完全不可壓縮 的情況，需要注意 , 對(duì)此公式 [Kpp]=0。 V t olVdVPPV??? kAdvanced Structural Nonlinearities Training Manual September 30, 2001 Inventory 001491 TOC57 單元技術(shù) ... Lagrange 乘子 UP ? 對(duì)超彈材料的 完全不可壓縮 分析，用一個(gè)不同的方程來(lái)施加體積約束。 式中 V 為單元體積。 后面將提供深入理解該單元技術(shù)的知識(shí)。 – 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。 ? 前面提到，混合 UP的組合方程為 : ?????? D???????DD??????0FpuKKKKpppuupuuAdvanced Structural Nonlinear