ANSYS非线性结构分析教程:材料、几何与接触非线性
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更新于2024-07-11
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"非线性的一些定义-Ansys11.0基础教程PPT"
在有限元分析领域,非线性分析是解决那些无法用线性理论简单描述的问题的关键。非线性现象广泛存在于工程实际中,如材料的塑性变形、大位移、大应变、接触问题等。在Ansys 11.0这个版本中,非线性分析功能得到充分展现。
首先,非线性特性中的“bauschinger效应”指的是材料在经过拉伸屈服后,如果再进行拉伸,其应力反会降低的现象,这在某些金属材料中尤为明显,表明了材料行为的非线性特征。
应力偏量是应力的一种分解方式,通常将应力分为静水压应力(均匀分布的压力)和应力偏量(不均匀的应力分布),这对于理解和分析材料局部的变形和应力状态至关重要。
非线性的另一个关键方面是率相关性,这意味着材料的塑性应变可能依赖于加载速率。如果忽略时间因素,即应变不随加载速度变化,则称为率无关性。在Ansys中,非线性分析可以考虑这种率相关性,以更准确地模拟真实世界的情况。
Ansys的非线性分析主要涵盖三个方面:材料非线性、接触非线性和几何非线性。材料非线性涉及各种非线性材料模型,如塑性、粘弹性、超弹性等,这些模型可以模拟材料在不同条件下的行为,例如在塑性变形后的永久性变化。接触非线性处理的是两个或多个物体之间的交互作用,包括面面、点面、点点接触,以及柔体与刚体的接触情况,这些在结构分析中尤为关键。几何非线性则关注大变形和大应变导致的结构形状改变,如应力强化和旋转软化。
Ansys 11.0提供的结构分析功能非常全面,包括静力分析、模态分析、谐响应分析、瞬态动力学分析、谱分析、随机振动分析、特征屈曲分析等。其中,静力分析能够处理线性和非线性载荷,而模态分析则用于计算结构的自振频率和振形。瞬态动力学分析则适用于处理随时间变化的任意载荷,可以考虑结构的非线性行为。此外,Ansys还支持高度非线性瞬态动力分析,如通过ANSYS/LS-DYNA模块进行全自动接触分析、多物理场耦合分析等,特别适合模拟复杂的动态事件,如爆炸、侵彻和断裂等。
Ansys 11.0提供了强大的工具来处理各种非线性问题,从材料的内在性质到结构的几何变化,再到复杂的接触行为,它都能进行全面而精确的模拟,从而帮助工程师和研究人员解决实际工程中的复杂挑战。
2010-10-24 上传
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