ANSYS软件非线性分析能力.doc

ANSYS软件非线性分析能力 美国ANSYS公司 北京办事处 1999年6月 功能大分类 功能小分类 备注 状态非线性 接触 点-点，点-面(3种)，面-面(6种) 刚体_刚体(3种)，刚体_柔体，柔体_柔体 接触绑定及失效 5种模式 自身接触 4种 边－边接触 2种，用于复杂壳体结构的大变形接触 支持高／低阶单元 提高精度 热接触 模拟接触传热，传导，对流，辐射 大滑移 几何体接触 7种形状的几何体，可采用几何面定义接触 界面摩擦 4种形式 界面接触的阻尼效应 求解过程中柔体－刚体转换 2种，在确知一变形体在某一时刻后不在变形的情况下使用，在求解大规模问题可提高效率 板成型专用的接触 3种，考虑壳的厚度变化及中面偏移。 拉延筋接触 1种，用于板成型模拟 爆炸气流与结构的接触 2种，气流沿结构流动，不分离 侵蚀接触 3种，用于侵彻、压碎等有损伤效应分析 智能接触向导 接触向导极大的方便了用户，使用者只需根据接触向导的提示作出相应的选择即可建立接触关系，不需要用户定义单元类型和实常数等 材料非线性 总体 状态方程配合材料本构模拟流体动力材料 13种，用于模拟炸药、推进剂、气体、液体及有机体组织等。 材料模式可考虑应变率、温度、失效 超弹材料可选择输入实验数据 采用最小二乘法拟合实验数据 拉伸/压缩不同本构塑性 材料的多种失效方式 等效应变(力)、压力、最大主应力、最大主应变、剪切应变、Tuler-Butcher准则 二阶应力更新 应力更新采用二阶精度，一般采用Jamman应力率，亦可选择使用Green-Naghdi 多层复合材料 每层的材料主轴可不相同，通过定义任一层的方向角实现 各向异性 材料的主轴方向有5种定义方法 用户自定义材料  材料分类 （121种） 橡胶 7种 泡末 10种 土壤 3种 复合材料 6种 丝织物 1种，模拟衣物、安全气囊和安全带 粘弹 5种 粘塑 2种 高应变率下的塑性 4种 玻璃 3种，弹性、弹性多层复合、高温玻璃 混凝土 2种 地质材料 2种 声学材料 1种 热性能材料 7种 弹簧阻尼材料 8种 炸药 1种 流体动力材料 2种 专用于非线性弹塑性梁的材料 6种 蜂窝材料 2种 定向开裂材料 1种 BAMMAN材料 2种 专用于板成形分析的弹塑性材料 6种 通用弹塑性材料(21种) 双线性随动强化 双线性等向强化 多线性随动强化 多线性等向强化 各向异性塑性 循环塑性(模拟循环加载时考虑反向塑性应变累计效应) 蠕变 18种 隐式 显式 聚合物 1种，考虑蠕变、超弹、粘弹的综合作用 分段线性弹性 1种，模拟弹性模量随应变变化的材料 几何非线性 大应变 适用于单元发生大应变的情况 大变形 大挠度，大转角（可用于运动学分析） 应力刚化 面内应力和面外刚度之间的耦合，面内应力引起面外刚度的增加 旋转软化 旋转引起的刚度降低 结构稳定性（非线性屈曲） 屈曲分析及后屈曲分析  单元死活 模拟材料的增加和减少（施工过程、熔化、凝固、断裂、相变等） 其它非线性单元 非线性弹簧单元 具有守恒或不守恒响应的变刚度弹簧 非线性弹簧阻尼元 纵向或扭转的弹簧－阻尼单元，具有非线性阻尼响应 组合单元 将质量，阻尼，间隙，弹簧和滑动影响综合考虑 单向支撑 用于表示索缆（单拉）或单向支撑的双线性单元 索单元 膜单元 在受压情况下折迭或翘曲，单元可沿两个方向拉伸，一个方向折迭或双向折迭 钢筋混凝土单元 表示混凝土、岩石或复合材料，实体部分具有破碎、断裂、塑性 螺栓单元 迭代方法 N-R法 N-R法是非线性求解时常用的一种典型迭代方法。 修改的N-R法 初始刚度的N-R法 弧长法 弧长法是为了获得不稳定问题的稳定数值解而采用的一种迭代方法。 求解器(并行处理） Frontal 波前求解器是最经典的求解器， Sparse 稀疏矩阵求解器速度更快 PCG 预条件共轭梯度求解器速度最快，最适用于大型问题 Domain 主求解器能支持16个处理器 AMG 代数多格求解器能支持8个处理器（8个CPU，速度增加6～7倍） 收敛准则 力、力矩、位移、转角 残差计算 无限范数，L1范数，L2范数 加载方式 斜坡加载 斜坡加载模拟随时间线性变化的载荷。 阶梯加载 阶梯加载模拟瞬时突加载荷。 用户自定