hyper58.doc

HYPER58名称HYPER58三维8节点带有混合u-P方程的超弹性实体单元有效产品：MP ME ST PP EDHYPER58单元说明HYPER58适用于3-D实体超弹性结构建模。混合u-P方程（位移-压力）在使用静水压力的混合变更原则下允许所形成的单元矩阵承受不可压缩性约束。它应用于具有任意大位移和大应变的近似不可压缩的橡胶类材料。该单元即可用做二维平面单元（平面应变），又可用做轴对称的环形单元。单元定义有8个节点，每个节点有3个自由度：节点x、 y和z方向的平移。超弹性本构方程是非线形的，需要迭代求解。为了能够在每一子步中更新几何参数，大变形必须激活NLGEOM。关于这个单元更多内容参看ANSYS, Inc. Theory Reference （ANSYS理论手册）14.58节。图58.1 HYPER58单元形状HYPER58输入数据在图58.1 Figure 58.1: HYPER58 Geometry中给出了这个单元几何形状，节点位置和坐标系统。这个单元输入数据包括8个节点、各向同性的材料属性和定义Mooney-Rivlin应变能函数的材料常数。应变能函数也可以使用用户子程序USRMOONEY来定义，并通过设置KEYOPT(7) = 1来读取。Mooney-Rivlin应变能函数广泛适用于各种近似不可压缩的橡胶和橡胶类材料。它是用泊松比和材料常数（使用TBDATA 或 *MOONEY命令输入）来描述，这些参数也可以是温度的函数。对于TBDATA命令的输入，参看Data Tables - Implicit Analysis。单元坐标系的方位在Coordinate Systems中描述。单元载荷在 Node and Element Loads（节点和单元载荷）中说明。压力可用作表面载荷作用在图Figure 58.1: HYPER58 Geometry中带有圆圈的数字所示的单元面上，正压力由外向内作用在单元上。温度可作为单元体载荷施加在节点上。节点I的温度T（I）默认为TUNIF。如果没有其它的温度指定，它们默认为T(I)。对于其它输入的格式，未指定的温度默认为TUNIF。单元输入的概要在HYPER58 Input Summary. 给出。单元输入总的描述在Element Input给出。HYPER58输入概要 节点：I,J,K,L，M, N, O, P自由度：UX,UY,UZ 实参数：无材料特性：Mooney-Rivlin函数, PRXY（或 NUXY）, ALPX（或 CTEX或THSX）, DENS, DAMP。面载荷压力：面1 (J-I-L-K), 面2 (I-J-N-M), 面3 (J-K-O-N), 面4 (K-L-P-O), 面5 (L-I-M-P), 面6 (M-N-O-P)体载荷温度：T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)特殊特性大变形，大应变KEYOPT(4) 单元坐标系 0单元坐标系平行于总体坐标系 1单元坐标系基于无形变的单元I-J边KEYOPT(5) 附加单元输出 0基本单元解 1对所有的积分点重复基本的单元解 2节点应力解KEYOPT(7) 应变能函数 0Mooney-Rivlin应变能函数 1由用户子程序USRHYP定义的应变能函数提示：关于USRMOONEY的更多信息参见Guide to ANSYS User rogrammable Features。KEYOPT(8) 材料稳定性检查 0没有稳定性检查 1检查材料的稳定性HYPER58输出数据与单元有关的结果输出有两种形式：1 包括在整个节点解中的节点自由度。2 附加的单元输出，见表Table 58.1: HYPER58 Element Output Definitions 。在图中Table 58.1: HYPER58 Element Output Definitions 显示了几个输出项。KEYOPT(5)提供了多方面的输出选项（参见Element Solution）单元应力方向和单元坐标系统平行。求解输出总的描述在Solution Output中给出。在结果输出中给出了对于结果输出的一般说明。查看的方法见ANSYS Basic Analysis Guide （ANSYS基本分析指南）。图58.2HYPER58单元输出这是KEYOPT(4) = 0时所示的应力方向。单元输出定义表使用如下标记：在名称列表中的冒号表示该项可以用分量名方法ETABLE, ESOL访问；O列表示该项可用于Jobname.OUT文件；R列表示该项可用于结果文件。无论0或R列，Y表示该项总是可用的，一个数字表示表的一个注解，其中说明了使用该项的条件；而减号“-”表示该项不可用。表58.1 HYPER58单元输出定义名称定 义OREL单元号YYNODES节点- I, J, K, L, M, N, O, PYYMAT材料号YYVOLU：体积YYXC, YC，ZC结果输出点位置Y1PRES在节点J, I, L, K处的压力为P1； 在节点I, J, N, M处的压力为P2；在节点J, K, O, N处的压力为P3 ；在节点K, L, P, O处的压力为P4；在节点 L, I, M, P 处的压力为P5; 在节点 M, N, O, P处的压力为P6YYTEMP输入温度 T(I), T(J), T(K), T(L), T(M), T(N), T(O), T(P)YYS:X, Y, Z, XY，YZ，XZ应力分量 YYS:1, 2, 3主应力YYS:INT应力强度YYS:EQV等效应力YYEPEL:X, Y, Z, XY，YZ，XZ弹性应变YYEPEL:EQV等效应变2-YEPTH:X, Y, Z, XY, XZ平均热应变YYEPTH:EQV等效热应变2-YNL:HPRES静水压力-Y1只有在单元质心作为 *GET 项时可用。2 等效应变使用了一个有效的泊松比：对于弹性和热分析，这个值由用户设定(MP,PRXY)。表58.2HYPER58其它的单元输出描述输出量名称OR积分点处应力解LOCATION, TEMP, S, SINT, SEQV, EPEL1-节点应力解 TEMP, S, SINT, SEQV2-1. 如果 KEYOPT(5) = 1，输出的是每个积分点处的值。 2. 如果 KEYOPT(5) = 2，输出的是每个节点处的值。表58.3：“ HYPER58输出项和序列号”列出了可以通过ETABLE命令，采用序列号方法输出的内容列表。更多的信息参见本手册ANSYS Basic Analysis Guide中的The General Postprocessor (POST1)和The General Postprocessor (POST1)。在表58.3：“ HYPER58输出项和序列号”中使用如下标识符：Name与表58.1 “HYPER58单元输出定义”中相同定义的输出量；Item用于ETABLE命令的预先定义的输出项；I,J,.,P节点I,J,.,P处数据的序列号。表58.3 HYPER58输出项和序列号输出量名称ETABLE 和 ESOL命令输出ItemIJKLMNOPP1SMISC2143-P2SMISC56-87-P3SMISC-910-1211-P4SMISC-1314-1615P5SMISC18-1719-20P6SMISC-21222324STFLAGSMISC25S:1NMISC16111621263136S:2NMISC27121722273237S:3NMISC38131823283338S:INTNMISC49141924293439S:EQVNMISC510152025303540HYPER58假设与限制单元的体积必须为正值。HYPER58单元必须象图Figure 58.1: HYPER58Geometry所示编号，或者平面IJKL和平面