ansys粘塑性分析-Anand模型.pdf

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1、C.ANAND粘塑性選項?Anand提出的率相關(guān)塑性選項有如下特征:–與率無關(guān)模型不同,沒有明顯屈服面,沒有使用加載/卸載準(zhǔn)則(即沒有Bauschinger效應(yīng))。–假設(shè)在所有非零應(yīng)力值處發(fā)生塑性流動,雖然在低應(yīng)力處塑性流動可以忽略。–Anand模型使用一個稱作變形抗力(以“s”表示)的內(nèi)部標(biāo)量變量來表示對材料非彈性流動的各向同性抗力，以NL,PSV(塑性狀態(tài)變量)輸出，–假設(shè)材料溫度大于其熔點溫度的一半。–非彈性應(yīng)變的輸出為“塑性應(yīng)變(EPPL)”。注意不可用累加等效塑性應(yīng)變(NL,EPEQ)。粘塑性的Ana

2、nd模型:流動方程可寫為:1Q???σ??mAeRTε&in=?sinh?ξ????s??在這一點上,比較Anand模型和廣義Garofalo(雙曲正弦)蠕變方程是有用的:C4?CeT[]sinh()CC3ε&=σcr12式中ξ1QC=A,C=,C=,C=1234smR雙曲正弦蠕變方程和Anand模型的主要區(qū)別是演化方程[變形抗力(s)],下面解釋演化方程(應(yīng)變強化/軟化)為:??aB??s&=?ho()B?ε&in??B??nQ1s*??ε&inRT?B=?*s=s?e?s?A?ε&=有效非彈性變形速率in式

3、中σ=有效Cauchy應(yīng)力s=變形抗力*s=變形抗力的飽和值s&=變形抗力的時間導(dǎo)數(shù)T=絕對溫度附加項被定義為材料常數(shù):TBDATAParameterDescriptionUnitsConstant1sinitialvalueofdeformationstressoresistance(e.g.,psi,MPa)2Q/Ractivationenergydividedbyenergy/volumeuniversalgasconstant(e.g.,kJ/mole)3Apre-exponentialfactor1/

4、time(e.g.,1/second)4ξmutiplierofstressdimensionless5mstrainratesensitivityofdimensionlessstress6hhardening/softeningstressoconstant(e.g.,psi,MPa)7s?coefficientforsaturationstressvalueofdeformation(e.g.,psi,MPa)resistance8nstrainratesensitivityofdimensionless

5、saturationvalue(deformationresistance)9astrainratesensitivityofdimensionless,hardeningorsofteninga>1.0所有常數(shù)必須為正的。前面幻燈片所示的Anand模型的9個材料常數(shù)可以通過命令或材料GUI定義(如下所示):–通過TB,ANAND定義Anand模型。–用TBDATA定義9個材料常數(shù)。因為Anand方程中包括了溫度效應(yīng),所以不允許使用與溫度有關(guān)的常數(shù)。–記住通過MP命令定義EX和PRXY(和任何其它必要的線性材料

6、屬性)。通過材料GUI定義Anand模型的屏幕快照。–Structural>Nonlinear>Inelastic>Rate-Dependent>Viscoplasticity>Anand’sModelANAND支持的單元?僅有三種單元類型支持Anand模型:VISCO106-108–VISCO106-108是基于懲罰的混合U-P單元(參考本書第2章)。?VISCO106是低階2D單元。?VISCO107是低階3D單元。?VISCO108是高階2D單元。–沒有殼或梁單元。而且,VISCO106和108僅限于平面

7、應(yīng)變或軸對稱分析。D.求解粘塑性問題?定義了合適的單元類型和材料性能后,求解選項與大多數(shù)非線性問題相似MainMenu>Solution>-AnalysisType-Sol’nControl…SolutionControls>-BasicTab-AnalysisOptions–若需要,打開大位移效應(yīng)(NLGEOM,ON)來指定大位移/大應(yīng)變求解。–盡管“時間”在粘塑性問題中很重要,求解仍可以是靜態(tài)或瞬態(tài)的，這將不包括或包括慣性效應(yīng)。–推薦采用求解控制(SOLCONTROL),缺省時求解控制是打開的。?采用粘塑性

8、材料的非線性求解需要一個結(jié)束時間和指定的合適的子步數(shù)。SolutionControls>-BasicTab-TimeControl–定義合適的結(jié)束時間(TIME)。記住,對于有粘塑性的非線性靜態(tài)分析,時間對應(yīng)變率效應(yīng)很重要。–定義合適的子步數(shù)(NSUBST)或時間增量(DELTIM)，以獲得精確的結(jié)果(見下面幻燈片)。?確保塑性應(yīng)變增量足夠小以捕捉響應(yīng),這對任何路徑相關(guān)問題都是重要的。