非线性分析实例GUI操作方法

1、8.13.非线性分析实例（GUI操作方法）这个实例运行的是在静载和循环点载荷的情况下，对弹塑性圆板的非线性分析。你可以自定义一条塑性随动曲线和载荷步的相关选项，包括载荷步数的最大值和最小值，以及施加的外部载荷值。在这个过程中，你可以学习到如何去解读，程序再写入非线性分析过程中产生的监控文件。该程序使用增量求解过程来得到非线性分析的解，在这个例子中，外部总载荷的施加，是通过载荷步中的载荷子步数依次增加来实现的。该过程采用牛顿-拉普斯迭代过程来求解每一个子步。过程中，你必须为每个载荷步指定载荷子步数，因为载荷子步数，是用来控制应用于每个载荷步中第一个子步初始载荷增量大小的。此外，该程序可以在一个载

2、荷步中，为每一个子步自动决定载荷增量的大小。当然，你可以指定载荷步的最大值和最小值，来控制这些子步中载荷增量的大小。如果你定义了载荷子步数，这些子步数的最大号和最小号都是一样的。而且在载荷步中，程序会用一个恒定的值来作为每个子步的载荷增量。1 问题描述 用平面4节点182单元来建立圆板的轴对称模型，并且设置它的轴对称选项来为模型划分网格。选择几何分线性分析。并且制定如下的运动约束：固定住圆盘中心节点，使它的径向位移为0。使位移圆盘外边缘的节点具有零径向位移和零轴向位移。在第一个载荷步中施加静载，在随后的6个载荷步中施加循环点载荷。请看问题的描述。 为第一个载荷步指定十个载荷子步，以保证施加在第

3、一个子步的静载增量为总载荷0.125 N/m2的十分之一。同样，还要指定载荷子步数的最大值为50，最小值为5，以确保，如果圆板在求解过程中出现严重的非线性行为，那么载荷的增量就会减小到总载荷的1/50。如果圆板的非线性行为一般，那么载荷的增量就可以提高到总载荷的1/5。 对于接下来的6个载荷步，都施加循环载荷，都运用4个载荷子步，设置子步数的最大值为25，最小值为2。 显示在整个求解过程中，施加循环载荷位置的节点，在垂直方向上位移，以及位于底部，固定边缘节点的反作用力 。2. 问题说明圆板的半径为1m厚度为0.1m。下面是一些应用于此问题的材料参数： EX = 16911.23 PaPRXY

4、= 0.3 材料的塑性随动硬化曲线为： 施加在圆板的静载为单位面积压力0.125N/m2。施加在点上循环载荷历史如下面所示： 图8.17 点的循环载荷历史3. 问题的描述 3.1设置分析标题和工作名字 1 选择菜单路径设置标题 2 写入标题"Cyclic loading of a fixed circular plate-20114541." 3 点击OK 4 选着路径设置工作名称。出现改变工作名称对话框。 5 对话框中输入 “axplate-20114541”然后点击OK。3.2 定义单元类型1 选择主菜单路径Main Menu> Preprocessor>

5、Element Type>Add/Edit/Delete. 2 点击Add，弹出单元类型库。3 在左边的列表中，点击“Structure Solid”4 在右边的列表中，点击“Quad 4node 182”5 点击Ok 。关闭单元类型库对话框。6 点击Option。弹出Plane82单元类型选项对话框。7 在单元属性的滚动框中，滚动到"Axisymmetric"，然后选择。8 点击OK。9 点击Close 关闭单元类型对话框。3.3 定义材料属性1 选着主菜单路径Main Menu> Preprocessor> Material Props>Mate

6、rial Models.弹 出定义材料模型属性的对话框。2 在材料模型的可用窗口中，依次双击如下选项图表：Structural, Linear, Elastic, Isotropic. 这时弹出一个对话框。3 输入16911.23 作为杨氏模量EX4 输入0.3作为泊松比PRXY5 点击Ok。编号为1的材料模型出现在材料模型定义框的左边。3.4 指定随动硬化材料模型（KINH）1 在材料模型的可选窗口中，依次双击如下选项：Nonlinear, Inelastic, Rate Independent, Kinematic Hardening Plasticity, von Mises Plast

7、icity, Multilinear (General).随后弹出一个对话框。2 在表中输入如下的应变应力值：0.001123514,19.003 点击 Add Point按钮，然后输入下一对应变应力值：0.001865643, 22.804 重复前一步依次输入如下的应力应变值：0.002562402, 25.08; 0.004471788, 29.07; 0.006422389, 31.73.5 点击Ok6 选择主菜单路径Material> Exit来退出材料模型属性对话框3.5 设置绘图轴的标签和绘制数据表1 选择主菜单路径Utility Menu> PlotCtrls>

8、 Style> Graphs> Modify Axes. 弹出绘图坐标轴修改的对话框。2 键入Total Strain 作为x轴的标签。3 键入True Stress 作为y轴的标签然后点击Ok。4 选择主菜单路径Main Menu> Preprocessor> Material Props>Material Models.弹出定义材料行为的对话框。5 在材料模型的对话框中，双击编号为1的材料模型，然后选择多线性随动硬化（General），然后弹出一个对话框，包括前面输入的应力应变数据。6 点击Graph按钮，在图形窗口中会出现一条由表中数据所描绘的图形。7 选择

9、主菜单路径Material> Exit来退出材料模型属性对话框8 点击工具条上的SAVE_DB on the Toolbar3.6 创建矩形1 选择主菜单路径Utility Menu> Parameters> Scalar Parameters.2 在可选区域输入"radius=0.1"然后点击Accept.这个值为圆板的半径，点击Close。3在可选区域输入"thick=0.1"然后点击Accept.这个值为圆板的厚度，点击Close。4 选择主菜单路径Main Menu> Preprocessor> Modeling&g

10、t; Create>Areas> Rectangle> By Dimensions.弹出通过尺寸创建矩形的对话框。5 在x坐标输入"0, radius"6 在y坐标输入"0, thick"，然后点击Ok。就会在图形窗口中创建个矩形7选择主菜单路径Utility Menu> Plot> Lines.3.7设置单元尺寸1选择主菜单路径Main Menu> Preprocessor> Meshing>MeshTool.弹出网格控制对话框2点击Size Controls> Lines> Set.弹出线上

11、单元尺寸的选择菜单。点击两条相互垂直的线（2和4），在选择菜单中点击Ok，然后弹出对线的单元尺寸设置的对话框。3 输入8作为单元划分的分数，然后点击Ok4重复1-3步，但是选择的是水平直线1和3，以及指定单元划分的分数为40。3.8 矩形的网格划分1在网格划分工具中，选择Quad 和 Map点击MESH.，弹出面的选择菜单。2 点击Pick all3 点击工具条中的on SAVE_DB4 点击Close关闭网格划分工具条3.9 设置分析和载荷步选项1 选择主菜单路径Main Menu> Solution> Unabridged Menu>Analysis Type> A

12、nalysis Options弹出一个静态或者稳态分析对话框2 切换到large-deformation effects ON然后点击Ok3选择主菜单路径Main Menu> Solution> Load Step Opts>Output Ctrls> DB/Results File.弹出控制数据和结果文件写入的对话框。4确认每一个项目都被选中，然后选每一个子步来作为文件的写入。点击Ok3.10 显示位移在这个步骤中，需要显示位于对称轴上节点的位移，以及固定圆板末端的反作用力。 1 选择主菜单路径Utility Menu> Parameters> Scala

13、r Parameters.弹出标量参数对话框2 在可选区域输入"ntop = node(0,thick,0.0)"，然后点击Accept3在可选区域输入"nright = node(radius,0.0,0.0)"然后点击Accept点击Close。4 选择主菜单路径Main Menu> Solution> Load Step Opts>Nonlinear> Monitor，弹出选择显示菜单5 在选择框中输入"ntop"然后点击RETURN。点击选择菜单中的Ok。弹出显示对话框。6在滚动框中选择需要显示的对象，

14、滚动到UY然后选择。点击Ok7选择主菜单路径Main Menu> Solution> Load Step Opts>Nonlinear> Monitor.弹出选择显示的对话框8 在选择框中输入"nright"然后点击RETURN。点击选择菜单中的Ok。弹出显示对话框。9 在滚动框中重定义变量，滚动到"Variable 2"然后选择，在滚动框中选择需要显示的对象，滚动到FY然后选择。点击Ok3.11 设置约束1 选择主菜单路径Utility Menu> Select> Entities弹出实体选择对话框2 在前两个选择框

15、中选择Node和By Location，确认x坐标被选择，然后在Min, Max 区域中输入"radius"点击Ok3选择主菜单路径Main Menu> Solution> Define Loads> Apply>Structural> Displacement> On Nodes在弹出的节点的选择菜单中选择U，ROT4 点击All。在节点对话框中应用U,ROT5 点击"All DOF"来约束自由度。点击Ok6选择主菜单路径Utility Menu> Select> Entities.弹出实体选择对话框。确

16、认Nodes, By Location, and X coordinates 被选择。然后在Min, Max 区域中输入0，然后点击Ok。这个过程用来选择X=0位置的节点。7选择主菜单路径Main Menu> Solution> Define Loads> Apply>Structural> Displacement> On Nodes。在弹出节点的选择菜单中选择U，ROT8 选择All。在节点对话框中应用U,ROT9 点击"UX"来约束自由度。点击All DOF度来取消选择它。10 输入0 作为位移值。点击Ok11选择主菜单路径Util

17、ity Menu> Select> Entities.弹出实体选择对话框确认Nodes 和By Location被选择12 点击Y坐标，在Min, Max区域中输入“thick”点击OK13选择主菜单路径Main Menu> Solution> Define Loads> Apply>Structural> Pressure> On Nodes在节点选择菜单中选择PRES14点击All。弹出Apply PRES on nodes对话框15在Load PRES区域中输入0.125，然后点击OK16选择主菜单路径Utility Menu> Se

18、lect> Everything.17 点击工具条上的SAVE_DB3.12 求解第一个载荷步1 选择主菜单路径Main Menu> Solution> Load Step Opts>Time/Frequenc> Time and Substps弹出时间载荷步对话框2输入10 作为载荷步数，输入50作为最大载荷子步数，以及输入5作为最小子步数。点击Ok3选择主菜单路径Main Menu> Solution> Solve> Current LS.预览状态窗口的信息然后点击Close4 在求解当前载荷步对话框中点击Ok5 当求解完成后，在弹出的信息对

19、话框中点击Close。6 选择Utility Menu> Plot> Elements.3.13 求解接下来的六个载荷步1选择Utility Menu> Parameters> Scalar Parameters.弹出标量参数对话框2在可选区域输入"f = 0.010"点击Accept.点击Close3 选择主菜单路径Main Menu> Solution> Load Step Opts>Time/Frequenc> Time and Substps.弹出时间载荷步对话框4 设置载荷数为4，设置25作为最大载荷子步数，设置2作

20、为最小子步数。点击Ok5选择主菜单路径Main Menu> Solution> Define Loads> Apply>Structural> Force/Moment> On Nodes在节点选择菜单中应用F/M6在选择区域内输入"ntop"然后点击RETURN，在节点选择菜单中的应用F/M，弹出Apply F/M节点对话框。7在force/mom方向选择框中选择“FY”在Force/moment 区域中输入“-f”,点击Ok8选择主菜单Main Menu> Solution> Solve> Current LS.预览

21、状态窗口中信息，然后点击Close9 在求解当前载荷步对话框点击Ok10 当求解完成的时候，点击信息框中的Close11 重复5-10步，在第7步中Force/moment中输入“f”12重复5-11步，超过两次，总共三个周期（6个载荷子步）13 点击工具条上的SAVE_DB3.14 预览显示文件1 选择主菜单路径Utility Menu> List> Files> Other。弹出文件列表框。选择axplate-20114541.mntr文件，然后点击OK2 预览时间步的大小，确认位移，以及反作用力在整个求解过程中进程。3 点击Close3.15 利用通用后处理器来显示结果

22、1选择主菜单路径Main Menu> General Postproc> Read Results>Last Set2 选择主菜单路径Main Menu> General Postproc> Plot Results>Deformed Shape.弹出变形显示对话框3点击Def + undef edge作为显示的内容，点击Ok。图形窗口中出现变形的网格。4选择主菜单路径Main Menu> General Postproc> Plot Results>Contour Plot> Element Solu弹出描绘单元求解数据对话框。5在

23、选择框的左边，选择Strain-plastic.。在选择框的右边选择Eqv plastic EPEQ，点击Ok。在图形窗口中显示出云图。6选择Utility Menu> Plot> Elements.3.16 定义时间后处理器变量1 选择主菜单路径Utility Menu> Select> Entities弹出实体选择对话框2确认在前两个框里选中Nodes 和By Num/Pick，点击Ok。弹出节点选择菜单3 在选择框中输入"ntop"点击RETURN。点击Ok4选择主菜单路径Utility Menu> Select> Entities

24、弹出实体选择对话框在第一个下拉框中输入Element，在第二个下拉框中选择Attach。确认Node被选择。点击Ok5 选择Utility Menu> Select> Everything.6 选择Main Menu> TimeHist Postpro> Define Variables.弹出定义时间历程变量的对话框，点击ok ,弹出时间历程变量对话框7点击Element results.，点击Ok。弹出定义单元数据对话框8选择图形框中左上方的单元。在选择菜单中点击Ok。弹出定义节点数据的对话框9选择左上方单元的左上方节点。在选择菜单中点击Ok。弹出定义单元结果变量的对话框10确认量的参考序号为211在左边的列表中选择Stress，在右边列表中选择Y-direction SY点击Ok。弹出时间历程变量对话框，选择变量列表中的(ESOL)