- 1、本文档共101页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
查看更多
非线性有限元3
非线性有限元第3章 连续介质力学 ;绪论
连续介质力学 (Ch.3)
完全的Lagrangian有限元格式(Ch.4)
更新的Lagrangian有限元格式(Ch.4)
应力率及应力更新(Ch.3、5)
本构关系 (Ch.5)
显式求解方法和稳定性 (Ch.6)
隐式求解方法和稳定性 (Ch.6);第3章 连续介质力学 ;1 引言 ;1 引言 ;2 变形和运动 ;2 变形和运动 ;拉格朗日和欧拉;2 变形和运动 ;2 变形和运动 ; 空间变量 x 和时间 t 的任何函数的材料时间导数可以通过链规则得到;小结:
u = displacement
u = x ? X
x is the current position = (x, y) in 2D
X is the reference position = (X, Y ) in 2D
x also denotes spatial (Eulerian) coordinates
X also denotes material (Lagrangian) coordinate;变形梯度-是运动函数的Jacobian矩阵 ;2 变形和运动 ;2 变形和运动 ;2 变形和运动 ;运动条件;2 变形和运动 ;例3.1;三角形3节点线性位移单元的构形(见附录3) ;将未变形构形中的节点坐标代入上式 ; 在单元中的位移是材料坐标的线性函数,变形梯度仅为时间函数,若给定时间,F 为常数。Jacobian行列式给出为;例3.3;沿着由节点1和2以及节点1和4所定义的边界上位移场为零,运动为 ;例3.4;解:;极分解定理 ;极分解定理证明 ;2 变形和运动 ;2 变形和运动 ;通过极分解定理分别求在t=1.0 和 t=0.5 时的刚体转动R和伸长张量U ;在三角形面积坐标的形式下,运动描述为 ;转动矩阵R ;3 应变度量;一个单元绕着原点转动了θ角。计算线性应变 ;3 应变度量; 线性分析的适用性则在于能够容许误差的量级,最终取决于感兴趣的应变的大小。如果感兴趣的应变量级是10-2,那么1%的误差是能够接受的(几乎总是这样)。如果感兴趣的应变更小,可接受的转动更小,对于10-4量级的应变,为满足1%的误差,转动必须是10-3 弧度量级的。
这些指导数据假设平衡解答是稳定的,即不可能发生屈曲。然而,即使是在很小的应变下,屈曲是可能的,所以当可能发生屈曲时,应该使用能适合应付大变形的度量。 ;3 应变度量;3 应变度量;3 应变度量;例子:;第二个运动度量D,称为速度应变, 是变形的率度量, 定义速度梯度 ;没有变形,转动张量和角速度张量相等:W=Ω。
由速度梯度定义,在刚体运动中变形率D=0,所以L=W ???积分;从共轴旋转坐标系理解变形过程
当发生有限剪切变形时,转动张量与角速度张量有较大差别;证明在刚体运动中变形率D=0;3 应变度量;3 应变度量;注意:;它的主值是在矩阵U的主方向上线段的伸长,矩阵U与应变联系得非常紧密。
(U为客观张量,其优势在于建立本构方程)
张量U-I 称为Biot应变张量
lnU 称为Hencky 应变
λ-1称为工程应变; ;小结:;例3.5 拉伸和转动联合作用下的应变度量 ;得到Green应变张量;为了确定变形率的时间历史,计算变形梯度的时间导数和逆 ; 一个单元经历了图示的变形阶段。在这些阶段之间的运动是时间的线性函数。计算每一阶段的变形率张量D,对于回到未变形构形的整个变形循环,获得变形率的时间积分。 ;得到速度梯度和变形率为 ;例3.7 计算变形率的时间积分 ;例3.7 计算变形率的时间积分 ;例3.7补证:计算Green应变率的时间积分;由此证明:Green应变率在任何闭合循环上的积分等于零。换句话说,Green应变率的积分是路径无关的。;4 应力度量;4 应力度量;4 应力度量;4 应力度量; 在物体中的每个点都构造了一个坐标系。这个坐标系随着材料或单元一起转动。通过将这些张量表达在一个随材料而转动的坐标系中,很容易处理结构单元和各向异性材料,如复合材料。 ;4 应力度量;旋转Cauchy应力和旋转变形率定义为;4 应力度量;例3.8 平面问题 ;因为应力是嵌入在材料中,在转动t=π/2ω构形中的应力状态为;5 应力率及框架不变性;客观率 ;客观率 ;客观率 ;通过应力张量的客观率可以解释材料的转动;称为框架不变率。
考虑两种客观率:
Jaumann率,
Green-Naghdi率。
框架不变性的核心是应力的(变化)材料导数不受刚体位移的影响。
所有这些都应用于当前的有限元软件中,如ABAQUS。还有许多其它的客观率将在后面讨论。;Cauchy应力的Jau
您可能关注的文档
最近下载
- WA6515塔吊性能说明书-WA6515-10B 操作手册.pdf VIP
- Q_ZFZY 0028S-2019蜂胶乙醇提取物.pdf
- 2025年蛇年元旦幼儿园庆典新年联欢晚会活动主题班会PPT模板5.pptx
- 国开(山东)51704-生活方式与常见疾病预防-期末终结性考核试题-100分答案.doc
- 2023-2024学年北京市东城区七年级上学期期末考试语文试卷 含答案.pdf VIP
- 新准则主要变化.pptx
- 古典诗词鉴赏学习通超星期末考试答案章节答案2024年.docx
- 2024年秋季新人教版七年级上册英语全册教案.docx
- 必威体育精装版国际货物运输与保险复习题内附答案.docx VIP
- 医院2023年第二次药事管理委员会会议记录五篇.docx VIP
文档评论(0)