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《非線性_幾何非線性分析-典尚設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、ANSYS非線形分析指南幾何非線形分析幾何非線性分析隨著位移增長(zhǎng)一個(gè)有限單元已移動(dòng)的坐標(biāo)可以以多種方式改變結(jié)構(gòu)的剛度一般來說這類問題總是是非線性的需要進(jìn)行迭代獲得一個(gè)有效的解大應(yīng)變效應(yīng)一個(gè)結(jié)構(gòu)的總剛度依賴于它的組成部件單元的方向和單剛當(dāng)一個(gè)單元的結(jié)點(diǎn)經(jīng)歷位移后那個(gè)單元對(duì)總體結(jié)構(gòu)剛度的貢獻(xiàn)可以以兩種方式改變變首先如果這個(gè)單元的形狀改變它的單元?jiǎng)偠葘⒏淖兛磮D2─1(a)其次如果這個(gè)單元的取向改變它的局部剛度轉(zhuǎn)化到全局部件的變換也將改變看圖2─1b)小的變形和小的應(yīng)變分析假定位移小到足夠使所得到的剛度改變無(wú)足輕
2、重這種剛度不變假定意味著使用基于最初幾何形狀的結(jié)構(gòu)剛度的一次迭代足以計(jì)算出小變形分析中的位移什么時(shí)候使用小變形和應(yīng)變依賴于特定分析中要求的精度等級(jí)相反大應(yīng)變分析說明由單元的形狀和取向改變導(dǎo)致的剛度改變因?yàn)閯偠仁芪灰朴绊懬曳粗嗳凰栽诖髴?yīng)變分析中需要迭代求解來得到正確的位移通過發(fā)出NLGEOMONGUI路徑MainMenu>Solution>AnalysisOptions)來激活大應(yīng)變效應(yīng)這效應(yīng)改變單元的形狀和取向且還隨單元轉(zhuǎn)動(dòng)表面載荷集中載荷和慣性載荷保持它們最初的方向在大多數(shù)實(shí)體單元包括所有的大應(yīng)變和
3、超彈性單元以及部分的殼單元中大應(yīng)變特性是可用的在ANSYS/LinearPlus程序中大應(yīng)變效應(yīng)是不可用的圖1─11大應(yīng)變和大轉(zhuǎn)動(dòng)大應(yīng)變處理對(duì)一個(gè)單元經(jīng)歷的總旋度或應(yīng)變沒有理論限制某些ANSYS單元類型將受到總應(yīng)變的實(shí)際限制──參看下面然而應(yīng)限制應(yīng)變?cè)隽恳员３志纫虼丝傒d荷應(yīng)當(dāng)被分成幾個(gè)較小的步這可以NSUBSTDELTIMAUTOTS通過GUI路徑MainMenu>Solution>Time/Prequent)無(wú)論何時(shí)當(dāng)系統(tǒng)是非保守系統(tǒng)來自動(dòng)實(shí)現(xiàn)如在模型中有塑性或摩擦或者有多個(gè)大位移解存在如具有突然轉(zhuǎn)換
4、現(xiàn)象使用小的載荷增量具有雙重重要性關(guān)于大應(yīng)變的特殊建模討論應(yīng)力─應(yīng)變?cè)诖髴?yīng)變求解中所有應(yīng)力─應(yīng)變輸入和結(jié)果將依據(jù)真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)或?qū)?shù)應(yīng)變一維時(shí)真實(shí)應(yīng)變將表求為對(duì)于響應(yīng)的小應(yīng)變區(qū)真實(shí)應(yīng)變和工程應(yīng)變基本上是一致的要從小工程應(yīng)變轉(zhuǎn)換成對(duì)數(shù)應(yīng)變使用要從工程應(yīng)力轉(zhuǎn)換成真實(shí)應(yīng)力使用這種應(yīng)力轉(zhuǎn)化反對(duì)不可壓縮塑性應(yīng)力─應(yīng)變數(shù)據(jù)是有效的為了得到可接受的結(jié)果對(duì)真實(shí)應(yīng)變超過50%的塑性分析應(yīng)使用大應(yīng)變單元第1頁(yè)典尚設(shè)計(jì)-路橋效果圖、三維動(dòng)畫http://www.dillsun.comANSYS非線形分析指南幾何非線形分析VIS
5、CO106107及108單元的形狀應(yīng)該認(rèn)識(shí)到在大應(yīng)變分析的任何迭代中低劣的單元形狀也就是大的縱橫比過度的頂角以及具有負(fù)面積的已扭曲單元將是有害的因此你必須和注意單元的原始形狀一樣注意的單元已扭曲的形狀除了探測(cè)出具有負(fù)面積的單元外ANSYS程序?qū)τ谇蠼庵杏龅降牡土訂卧螤畈话l(fā)出任何警告必須進(jìn)行人工檢查如果已扭曲的網(wǎng)格是不能接受的可以人工改變開始網(wǎng)格在容限內(nèi)以產(chǎn)生合理的最終結(jié)果參看圖2─2圖2─2在大應(yīng)變分析中避免低劣單元形狀的發(fā)展具有小應(yīng)變的大偏移小應(yīng)變大轉(zhuǎn)動(dòng)某些單元支持大的轉(zhuǎn)動(dòng)但不支持大的形狀改變一種稱作
6、大撓度的大應(yīng)變特性的受限形式對(duì)這類單元是適用的在一個(gè)大撓度分析中單元的轉(zhuǎn)動(dòng)可以任意地大但是應(yīng)變假定是小的大撓度效應(yīng)沒有大的形狀改變?cè)贏NSYS/LinearPlus程序中是可用的在ANSYS/Mechanical,以及ANSYS/Structural產(chǎn)品中對(duì)于支持大應(yīng)變特性的單元大撓度效應(yīng)不能獨(dú)立于大應(yīng)變效應(yīng)被激活在所有梁?jiǎn)卧痛蠖鄶?shù)殼單元中以及許多非線性單元中這個(gè)特性是可用的通過打開NLGEOMONGUI路徑MainMenu>Solution>AnolysisOptions來激活那些支持這一特性的單元中
7、的大位移效應(yīng)應(yīng)力剛化結(jié)構(gòu)的面外剛度可能嚴(yán)重地受那個(gè)結(jié)構(gòu)中面內(nèi)應(yīng)力的狀態(tài)的影響面內(nèi)應(yīng)力和橫向剛度之間的聯(lián)系通稱為應(yīng)力剛化在薄的高應(yīng)力的結(jié)構(gòu)中如纜索或薄膜中是最明顯的一個(gè)鼓面當(dāng)它繃緊時(shí)會(huì)產(chǎn)生垂向剛度這是應(yīng)力強(qiáng)化結(jié)構(gòu)的一個(gè)普通的例子盡管應(yīng)力剛化理論假定單元的轉(zhuǎn)動(dòng)和應(yīng)變是小的在某些結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中如在圖2─3a)中剛化應(yīng)力僅可以通過進(jìn)行大撓度分析得到在其它的系統(tǒng)中如圖2─3(b)中剛化應(yīng)力可采用小撓度或線性理論得到圖2─3應(yīng)力硬化梁要在第二類系統(tǒng)中使用應(yīng)力硬化必須在第一個(gè)載荷步中發(fā)出SSTIFONGUI路徑第2頁(yè)典尚
8、設(shè)計(jì)-路橋效果圖、三維動(dòng)畫http://www.dillsun.comANSYS非線形分析指南幾何非線形分析MainMenu>Solution>AnalysisOptions)ANSYS程序通過生成和使用一個(gè)稱作應(yīng)力剛化矩陣的輔助剛度矩陣來考慮應(yīng)力剛化效應(yīng)盡管應(yīng)力剛度矩陣是使用線性理論得到的但由于應(yīng)力應(yīng)力剛度矩陣在每次迭代之間是變化的這個(gè)事實(shí)因而它是非線性的大應(yīng)變和大撓度處理包括進(jìn)初始應(yīng)力效應(yīng)作為它們的理論的一個(gè)子集對(duì)于許多實(shí)
