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July 30, 1999 高级结构非线性 培训手册 目录 引言 课程目标 1-4 课程材料 1-7 包括的主题 1-8 附录 A 材料输入 1-9 材料 GUI 1-10 单元技术 本章概述 2-2 传统位移公式 2-5 连续单元中剪切和体积锁定 2-9 选择缩减积分 (B-bar) 2-23 一致缩减积分 (URI) 2-27 增强应变公式 2-34 混合 U-P 公式 2-44 对连续单元的一般建议 2-60 壳单元 2-66 梁单元 2-84 高级率无关塑性 率无关塑性的背景 3-4 von Mises 屈服准则 3-14 各向异性/Hill 势l (HILL) 3-20 各向异性/广义 Hill势(ANISO) 3-29 Voce 非线性等向强化 (NLISO) 3-42 线性随动强化 3-48 Chaboche 非线性随动强化 (CHAB) 3-51 混合强化 (CHAB + xISO) 3-60 循环强化和循环软化 3-70 棘轮和调整 3-76 塑性问题过程 3-86 蠕变 蠕变背景 4-4 术语的定义 4-9 一般蠕变方程 4-15 隐式蠕变过程 4-20 显式蠕变过程 4-34 求解蠕变问题 4-44 隐式蠕变和显式蠕变的比较 4-55 continuedTable of Contents 粘塑性 粘塑性背景 5-3 RATE 粘塑性选项 (Perzvna and Peirce) 5-6 ANAND 粘塑性选项 (Anand 模型) 5-19 求解粘塑性问题 5-28 超弹性 A. 橡胶的物理学背景 6-3 B. 超弹性理论背景 6-6 C. 应变能势的特殊形式 (18x 单元) 6-14 D. HYPERxx单元的考虑事项 6-38 E. 求解超弹性模型 6-44 F. 材料测试和曲线拟合 6-62 粘弹性 A. 粘弹性理论背景 7-4 B. 流变模型 (Maxwell, Kelvin-Voigt, 标准线性) 7-11 C. ANSYS 粘弹性模型 7-19 D. WLF 偏移函数 7-27 E. TN 偏移函数 7-30 F. 求解粘弹性模型 7-36 G. 实验数据的曲线拟合 7-39 Drucker-Prager/混凝土 Drucker-Prager塑性 8-4 混凝土模型 8-14 几何不稳定性: 屈曲 结构稳定性背景 9-4 线性特征值屈曲 9-10 非线性屈曲背景 9-31 非线性前屈曲过程 9-43 非线性后屈曲过程 9-57 单元死活 死活背景 10-4 死活过程 10-7 其它考虑事项 10-12 检查结果 10-17 单元技术 第二章 单元技术本章概述 本章主要讨论 18x 系列的单元。超越过去的ANSYS 版本, 18x 单元已成为非线性应用中选择的单元。 18x 单元包括强大的单元公式和大量的本构模型库。 对18x 单元，材料和单元技术已经分开。这就提供了一个更小的单元库，可作为一个“工具箱”，用于处理不同情况和各种本构模型。 SHELL181 和 BEAM188/189 还具有高级的前后处理工具，这些工具是梁和壳单元特有的。 单元技术  ... 本章概述 这章的要点是: 完全积分的、传统的基于位移的连续单元在一定情形下低估位移 这称为网格锁定 因此，有不同的单元公式来处理这些问题, 基于: 体积或弯曲占优的问题(结构行为) 弹性，塑性或超弹性(材料行为) 非线性求解的效率 除连续单元外， ANSYS 还有庞大的壳和梁单元库 单元选择主要考虑的是基于 ‘薄’ 或 ‘中等厚’ 的壳/梁 单元技术  ... 本章概述 这章包括下列主题: A. 传统的基于位移的连续单元 B. 连续单元中剪切和体积锁定 C. 选择缩减积分 (B-bar) D. 一致缩减积分 (URI) E. 增强应变公式 F. 混合 U-P 公式 G. 对连续单元的一般建议 H. 壳单元 I. 梁单元 单元技术 A. 传统位移公式 无附加自由度的完全积分的低阶和高阶单元是传统的基于位移的单元 的例子。 SOLID45 (KEYOPT(1)=1) 和 PLANE42 (KEYOPT(2)=1) 是低阶完全积分的传统位移公式的例子。 SOLID95 (KEYOPT(11)=0) 是高阶完全积分传统位移公式的例子。 这实际上是14点积分公式而不是3x3x3 积分方案, 以后会讨论。14点积分公式比完全积分方案更有效。 单元技术  ... 传统位移公式 回顾积分点的一些重要细节: 对任何单元, 自由度解 {Du} 是在结点求出 在积分点计算应力和应变。它们由自由度导出。例如可以由位移通过下式确定应变:[B] 称为应变- 位移矩阵 后