ANSYS塑性学习教案

1、会计学1ANSYS塑性塑性(sxng)第一页，共76页。第1页/共76页第二页，共76页。训手册中讨论. 第2页/共76页第三页，共76页。E第3页/共76页第四页，共76页。 屈服点屈服点 y弹性弹性塑性塑性卸载卸载第4页/共76页第五页，共76页。 弹性弹性理想塑性理想塑性应变强化应变强化上屈服点上屈服点破坏破坏第5页/共76页第六页，共76页。第6页/共76页第七页，共76页。 比例极限比例极限屈服点屈服点第7页/共76页第八页，共76页。 屈服点屈服点弹性弹性塑性塑性第8页/共76页第九页，共76页。 弹性弹性-理想塑性理想塑性应变强化应变强化 y y y y 单轴应力单轴应力(yng

2、l)-应变曲线应变曲线第9页/共76页第十页，共76页。第10页/共76页第十一页，共76页。第11页/共76页第十二页，共76页。21323222121eye第12页/共76页第十三页，共76页。在三维中在三维中, 屈服面屈服面 是一个圆柱面是一个圆柱面, 其轴为其轴为 1=2=3. 在二维中在二维中, 屈屈服准则图示为一个椭圆服准则图示为一个椭圆. 任何在这个屈服面内的应力状态任何在这个屈服面内的应力状态(zhungti)都是弹性的都是弹性的, 任何在此屈服面外的应力状态任何在此屈服面外的应力状态(zhungti)都将引起屈服都将引起屈服. 2 1 1 3 2 1= 2= 3第13页/共7

3、6页第十四页，共76页。n强化规律描述圆柱体是怎么随着屈服改变的。 弹性的弹性的塑性的塑性的 2 1 3 y主应力空间主应力空间单轴应力应变单轴应力应变第14页/共76页第十五页，共76页。第15页/共76页第十六页，共76页。弹性弹性塑性塑性加载后的屈服面加载后的屈服面初始屈服面初始屈服面第16页/共76页第十七页，共76页。 2初始屈服面初始屈服面 1后继屈服面后继屈服面随动随动 强化强化.屈服面大小保持不变屈服面大小保持不变, 并沿屈服方向平移并沿屈服方向平移.等向等向 强化强化.屈服面随塑性屈服面随塑性(sxng)流动在所有方向均匀流动在所有方向均匀膨胀膨胀. 2初始屈服面初始屈服面

4、1后继屈服面后继屈服面对于小应变循环载荷对于小应变循环载荷, 大多数材料显示出随动强化行为大多数材料显示出随动强化行为.第17页/共76页第十八页，共76页。 2 1 3 2 2 y y 初始屈服初始屈服面面后继屈服面后继屈服面a a第18页/共76页第十九页，共76页。 y2 y 第19页/共76页第二十页，共76页。 2 1 3 2 2 y 初始屈服初始屈服面面继后屈服面继后屈服面第20页/共76页第二十一页，共76页。 y2 注意压缩的后继屈服应力等于拉注意压缩的后继屈服应力等于拉伸伸(l shn)时的达到的最大应时的达到的最大应力力. 等向强化经常用于大应变或比例等向强化经常用于大应变

5、或比例 (非周期非周期)加载的模拟加载的模拟. 第21页/共76页第二十二页，共76页。 双线性双线性多线性多线性非线性非线性第22页/共76页第二十三页，共76页。应力应力应变应变应变速率增加应变速率增加第23页/共76页第二十四页，共76页。NameLabelYieldFlow RuleHardeningMaterialCriterionRuleResponseBilinearBKINvon MisesAssociativeKinematicBilinearKinematicHardeningMultilinearMKINvon MisesAssociativeKinematicMulti

6、linearKinematicKINHHardeningBilinearBISOvon MisesAssociativeIsotropicBilinearIsotropicHardeningMultilinearMISOvon MisesAssociativeIsotropicMultilinearIsotropicHardeningVoce NonlinearNLISOIsotropicHardeningAnisotropicANISODrucker-PragerDPAnands ModelANANDChabocheCHABHill AnisotropicHILL这些塑性这些塑性(sxng)

7、选项在高级结构非线性选项在高级结构非线性 培训手册中讨论培训手册中讨论. 第24页/共76页第二十五页，共76页。第25页/共76页第二十六页，共76页。第26页/共76页第二十七页，共76页。第27页/共76页第二十八页，共76页。第28页/共76页第二十九页，共76页。第29页/共76页第三十页，共76页。18x Element FormulationProsConsWhen to UseB-BarEfficient for nearly-incompressible, bulk-deformation problemsMay be susceptible to shear locking

8、B-Bar with Mixed u-PEfficient for nearly- or fully-incompressible, bulk-deformation problemsSame considerations as above, plus direct solvers required due to Mixed U-PEnhanced StrainWill handle bending-dominated, nearly-incompressible problems.Extra CPU time required for Enhanced Strain terms (conde

9、nsed out at element level)Enhanced Strain with Mixed u-PWill handle bending-dominated, nearly- or fully-incompressible problems.Same considerations as above, plus direct solvers required due to Mixed U-PSimplified Enhanced StrainWill handle bending-dominated problems.Some extra CPU time required for

10、 Enhanced Strain terms (condensed out at element level)Simplified Enhanced Strain with Mixed u-PWill handle bending-dominated, nearly- or fully-incompressible problems.Same considerations as above, plus direct solvers required due to Mixed U-PURIWill handle shear locking and nearly incompressible pr

11、oblems.Because of hourglass modes, not recommended choiceURI with Mixed u-PWill handle shear locking and fully incompressible problems.Same considerations as above, plus direct solvers required due to Mixed U-PRecommended for most analyses, especially bulk-deformation problems.Recommended if problem

12、 is bending-dominated. If problem has some bending, use when accuracy is an issue.Recommended choice only for compatibility with LS-DYNA in implicit-to-explicit or explicit-to-implicit simulations.Recommended if problem is bending-dominated with finite strains. If problem has some bending, use when

13、accuracy is an issue.- 18x单元提供最单元提供最多的非线性材料多的非线性材料(cilio)模型和公模型和公式选项式选项第30页/共76页第三十一页，共76页。积分点积分点 (完全积分完全积分)简化积分简化积分第31页/共76页第三十二页，共76页。弯曲网格弯曲网格(wn )密度示例密度示例第32页/共76页第三十三页，共76页。EX屈服屈服点点T3T2T1第33页/共76页第三十四页，共76页。真实真实应力应力应变应变工程工程第34页/共76页第三十五页，共76页。第35页/共76页第三十六页，共76页。 y y ET双线性随动强化所需的输入双线性随动强化所需的输入(s

14、hr)数据是弹数据是弹性模量性模量E、屈服应力、屈服应力sy 和切线模量和切线模量ET. 第36页/共76页第三十七页，共76页。第37页/共76页第三十八页，共76页。第38页/共76页第三十九页，共76页。(下页续下页续)第39页/共76页第四十页，共76页。Rice 模型模型(缺省缺省)包括随温度增加的应力包括随温度增加的应力松弛松弛. 最多可以定义六条温度相关最多可以定义六条温度相关(xinggun)曲线曲线. 注意切线模量不能为负或大于弹性模量注意切线模量不能为负或大于弹性模量. 第40页/共76页第四十一页，共76页。第41页/共76页第四十二页，共76页。通过通过GUI 输入数据

15、后输入数据后, 这些命令自这些命令自动写入动写入log文件文件(wnjin)中中.可以保存在文本文件可以保存在文本文件(wnjin)中中, 用用 /INPUT命令读入命令读入.进一步的讨论参见这些命令的在进一步的讨论参见这些命令的在线文献线文献第42页/共76页第四十三页，共76页。第43页/共76页第四十四页，共76页。MKIN 和和 KINH 都通过输入弹性模量和都通过输入弹性模量和应力应力-应变数据点定义应变数据点定义, 弹性模量弹性模量(E)的的输入步骤与输入步骤与 BKIN 模型相同模型相同.第44页/共76页第四十五页，共76页。第45页/共76页第四十六页，共76页。第46页/共

16、76页第四十七页，共76页。(下页续下页续)第47页/共76页第四十八页，共76页。点击加入点击加入(jir)每条曲线最多每条曲线最多可达可达20个应力应变数据点个应力应变数据点单击加入最多可达单击加入最多可达40条温条温度相关曲线度相关曲线第48页/共76页第四十九页，共76页。注意注意:从材料模型界面生成从材料模型界面生成(shn chn)的材料数据表曲线图的标题中的材料数据表曲线图的标题中有有“preview”字样字样.第49页/共76页第五十页，共76页。显示材料标识号显示材料标识号.单个数据单个数据(shj)点有标点有标识识.第50页/共76页第五十一页，共76页。第51页/共76页

17、第五十二页，共76页。第52页/共76页第五十三页，共76页。 y y ET要求输入要求输入: 弹性模量弹性模量E,弹性泊松比弹性泊松比, n 屈服应力屈服应力 sy, 切向模量切向模量 ET. 输入步骤与双线性随动强化模型输入步骤与双线性随动强化模型(mxng)相同相同.第53页/共76页第五十四页，共76页。要求输入要求输入: 弹性模量弹性模量 E,弹性泊松比弹性泊松比, n 应力应变数据应力应变数据(shj)点点输入步骤与输入步骤与KINH模型类似。模型类似。第54页/共76页第五十五页，共76页。第55页/共76页第五十六页，共76页。(接下来的过程与定义接下来的过程与定义(dngy)

18、KINH一样一样)第56页/共76页第五十七页，共76页。第57页/共76页第五十八页，共76页。第58页/共76页第五十九页，共76页。 超出最后超出最后(zuhu)数据点数据点ET = 0 ET = 0第59页/共76页第六十页，共76页。第60页/共76页第六十一页，共76页。第61页/共76页第六十二页，共76页。第62页/共76页第六十三页，共76页。nPLWKnPSV塑性状态变量nSEND应变能量密度第63页/共76页第六十四页，共76页。对于有塑性应变的单元对于有塑性应变的单元, 积分点值拷贝积分点值拷贝到节点到节点(不不 外推外推)第64页/共76页第六十五页，共76页。6.0版本后版本后, 通常不需通常不需要输入有效的泊松比要输入有效的泊松比.(v)对于等