I-deas_弹塑性计算算例.pptVIP

4. 非线性静力分析 4. 非线性静力分析 4. 非线性静力分析 单元的弹塑性属性定义： 在 Meshing 任务下，选择 Property 图标，然后选择 solid 单元类型进行修改。在 Phusical Property Tables 中，修改属性 Plastic Yield Function 为 1 (Vom Mises 屈服准则)，其余不变： 4. 非线性静力分析 设置弹塑性材料性能 点击 Material 图标，设置材料性能。首先将要显示的材料类型设置为 Plastic 4. 非线性静力分析 选择材料类型: 选择 Plastics，种类为 金属 (Metal)： 4. 非线性静力分析 然后创建一种新材料： 命名为 Plastic－Metal 4. 非线性静力分析 输入材料属性： 首先选择材料类型为 Static，Nonlinear Matl.，然后在材料属性表的对应区域分别输入： E = 210000 MPa ? = 0.3 由于应力-应变数据与温度无关，故选择 Constant，以数据表 (Matrix) 方式输入。注意第一对值应该对应屈服应变和屈服应力，其比值应该等于弹性模量。此处输入三对值，分别是： 0.001，210 - 210 / 0.001 = 210000 = E 0.01， 280 - (280-210)/(0.01-0.001) = 7778 0.1， 350 - (350-280)/(0.1-0.01) = 777.8 上列数据中，屈服应力为 210 MPa，屈服应变 0.001。 4. 非线性静力分析 材料属性表单： 4. 非线性静力分析 显示应力-应变数据曲线： 4. 非线性静力分析 在定义约束和载荷后，应该定义非线性静力的边界条件组： 4. 非线性静力分析 在 Model Solution 中，定义非线性静力求解组，为此，首先应该将求解类型改为 Nonlinear Static，否则无法设置非线性静力求解组。然后在求解组表单中点击 Create，创建求解组。将求解类型设置为 Nonlinear Statics，然后输入组名： 4. 非线性静力分析 接下来点击 Loading and Solution Control，设置载荷和求解参数：在相关表单中，激活 Material Nonlinear 选项。然后可以增加 (Add) 或修改 (Modify) 计算工况。本例中仅设置一种工况： 4. 非线性静力分析 在 Add/Modify Time Interval 表单中可以直接设置计算终止时间、边界条件组、材料类型、是否存储重启动数据及最大迭代次数。还可以进行输出选择、收敛准则和应力刚度控制的设置： 4. 非线性静力分析 输出选择表单： 4. 非线性静力分析 收敛准则设置表单： 4. 非线性静力分析 应力刚度控制表单： 除了大变形或屈曲分析，一般不必激活应力刚度选项。 4. 非线性静力分析 设置完成后，进行求解，然后可以利用 Visualizer 查看结果。为了比较，先定义线性静力边界条件组和相应的解组并进行求解，得到纯弹性的计算结果，Von Mises 应力分布如下： 4. 非线性静力分析 纯弹性计算，Von Mises 应力超过屈服应力的区域： 4. 非线性静力分析 弹塑性计算结果 - Von Mises 应力分布： 4. 非线性静力分析 弹塑性计算结果 - Von Mises 应力超过屈服应力 210 MPa 的区域 4. 非线性静力分析 比较纯弹性和弹塑性的计算结果，可以看到： 纯弹性的最大应力为 568 MPa，已经远远超过材料的屈服应力 (210 MPa)和拉伸极限 (350 MPa)，显然很不合理。而弹塑性结果的最大应力仅为 295 MPa，比较合理。 纯弹性结果的最大变形为 0.101 mm，而弹塑性结果的最大变形为 0.199 mm，明显增大，表现了进入塑性状态后，由于塑性模量远小于弹性模量，使得局部变形迅速增大。 从超过屈服应力的区域来看，纯弹性的结果表现出高度的应力集中现象。而弹塑性计算的塑性区域明显大于纯弹性的计算结果，反映了当结构的局部应力超过屈服