ansys超弹性分析练习十三资料.ppt

超弹性键盘,练习13,参考:培训手册超弹性(6-36),September30,2001Inventory#001492W10-2,练习13:超弹性键盘超弹性模型,目的分析超弹性键盘拱顶的快速通过。目标比较Neo-Hookean和Ogden超弹性模型。模型描述带厚度的二维平面应力PLANE182单元刚-柔接触对,September30,2001Inventory#001492W10-3,1.读入输入文件“ASNL_W08A_Keyboard.inp”使用GUI菜单方法:UtilityMenuFileReadInputFrom选择文件“ASNL_W08A_Keyboard.inp”点击OK或命令输入方法:/INPUT,ASNL_W08A_Keyboard,inp提示:这将读入一个输入文件,产生当前练习的几何体、载荷和边界条件，得到一个由PLANE182单元和刚-柔接触面组成的二维模型。当前数据库将被删除图形和其它设置将与这些幻灯片一致。,练习13:超弹性键盘超弹性模型,September30,2001Inventory#001492W10-4,继续该练习前,也可检查模型的网格和边界条件,以便更熟悉它。该键盘包含带有厚度的PLANE182平面应力单元。键盘拱顶两端约束为UX=0,底部约束为UY=0。顶部表面UY方向被耦合,施加-54单位的Y向位移。该模型存在一个刚-柔接触对。该问题将以一项Ogden模型运行。右图所示网格变为橙色,以便边界条件看得更清晰。,刚性目标面,耦合集施加UY位移,练习13:超弹性键盘超弹性模型,September30,2001Inventory#001492W10-5,2.验证PLANE182的单元选项(4节点四边形)使用GUI菜单方法:MainMenuPreprocessorElementTypeAdd/Edit/Delete选择“Type1PLANE182”点击Options验证单元选项,然后点击OK选择Close或命令输入方法:/PREP7ETLIST提示:因为预料该问题是弯曲占主要优势，将使用增强应变公式。(如果时间允许，用B-Bar再运行该问题并对比反作用力).而且，前面所述，假定了具有厚度的二维平面应力。,练习13:超弹性键盘超弹性模型,September30,2001Inventory#001492W10-6,3.验证厚度实常数使用GUI菜单方法:MainMenuPreprocessorRealConstantsAdd/Edit/Delete选择“Set4”点击Edit.选择“Type1PLANE182”,点击OK验证实常数(10单位厚度),然后点击OK验证单元选项,然后点击OK选择Close或命令输入方法:RLIST,4提示:因为所选择的单元为带厚度的平面应力,验证该单元输入的厚度为10单位。,练习13:超弹性键盘超弹性模型,September30,2001Inventory#001492W10-7,4.输入Ogden模型参数使用GUI菜单方法:MainMenuPreprocessorMaterialPropsMaterialModels选择“StructuralNonlinearElasticHyperelasticOgden2terms”“mu_1”输入“80.194”,“a_1”输入“2”,“a_2”输入“-2”,其它空白。点击OK选择“MaterialExit”或命令输入菜单:TB,HYPER,1,1,2,OGDENTBDATA,1,80.194,2,0,-2提示:因为“di=0”,所以假设材料为完全不可压缩。前已述及,对于平面应力情况,基于位移的单元能处理完全不可压缩条件(不需采用混合U-P单元)。而且，尽管我们使用一项Ogden模型，前已述及当a1=2，和Neo-Hookean模型一样。,练习13:超弹性键盘超弹性模型,September30,2001Inventory#001492W10-8,5.求解超弹性问题使用GUI菜单方法:MainMenuSolution-Solve-CurrentLS查看状态窗口后,选择“FileClose”关闭它点击OK启动分析或命令输入方法:/SOLUSOLVE提示:/STATUS窗口表明已经指定了非线性求解选项，打开了非线性几何效应，已输入初始子步数(10),存储所有子步的所有结果。,练习13:超弹性键盘超弹性模型,September30,2001Inventory#001492W10-9,6.画出vonMises应力结果。使用GUI菜单方法:MainMenuGeneralPostproc-ReadResults-LastSet这载入最后子步MainMenuGeneralPostprocPlotResults-ContourPlot-ElementSolu从左列选择“Stress”,从右列选择“vonMisesSEQV”。点击OK,画出等效应力或命令输入方法:/POST1SET,LASTPLESOL,S,EQV提示:记录最大vonMises应力(约149)，画出其它感兴趣的量,如静水压力。,练习13:超弹性键盘超弹性模型,September30,2001Inventory#001492W10-10,练习13:超弹性键盘超弹性模型,7.图示等效应变模型使用GUI菜单方法：MainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotElementSolu选择“ElasticStrainvonMiseselasticstrain”点击OK图示等效应变和命令输入方法：PLESOL,EPEL,EQV提示:注意到这有最大弹性应变的46%。超弹性材料能经历大量的弹性应变,September30,2001Inventory#001492W10-11,练习13:超弹性键盘超弹性模型,因为这是平面应变问题，需要考察面厚度以为的由于不可压缩性约束引起的变化.在在线帮助中看PLANE182的文件(在输入窗口输入HELP,182以弹出在线帮助).在“OutputData”部分，表182.2列示了单元表格信息以获得面以外的厚度。这由ThisisNMISC,1进入。下一步，将使用该信息图示厚度。,September30,2001Inventory#001492W10-12,练习13:超弹性键盘超弹性模型,8.图示面外厚度使用GUI菜单方法：UtilityMenuSelectEntities在下拉菜单中选择“Elements”和“ByElemName”“Elementname”输入“182”确保选择“FromFull”接着点击OKMainMenuGeneralPostprocPlotResultsContourPlotElementSolu选择“MiscellaneousItemsNon-summabledata(NMISC,1)”在“SequenceNumber”对话框中输入“1”点击OK图示等效弹性应变或命令输入方法：ESEL,S,ENAME,182PLESOL,NMISC,1(Continuedonnextslide),September30,2001Inventory#001492W10-13,练习13:超弹性键盘超弹性模型,以下图示面以为厚度，仅选择相关单元(PLANE182)使等值线尺度能充分显示结果细节(否则，自动等值线尺度由于接触单元的出现将以“1”为最小值，NMISC,1是另一种报告数量)为了满足不可压缩性条件(d1=0),键盘面外厚度需要改变。在本例中，垂直厚度为10，但在拉伸和压缩面厚度几乎以2个单位改变。向量图示比较主应力以观察厚度增加或减少时面积是否是期望的。,September30,2001Inventory#001492W10-14,练习13:超弹性键盘超弹性模型,9.图示力变形曲线使用GUI菜单方法：MainMenuTimeHistPostpro选择“AddData(+)”按键选择“ReactionForcesStructuralForcesY-Componentofforce”并点击OK选择上面角的节点(4943)并在拾取器点击OK选择“NodalSolutionDOFSolutionY-Componentofdisplacement”并点击OK选择上面角同一节点(节点4943)并在拾取器中点击OK，接着在“AddTime-HistoryVariable”对话框中Cancel.或命令输入方法：/POST26NUMVAR,200RFORCE,2,4943,F,Y,FY_2NSOL,3,4943,U,Y,UY_3(Continuedonnextslide),September30,2001Inventory#001492W10-15,练习13:超弹性键盘超弹性模型,9.图示力变形曲线(续).使用GUI菜单方法：为“UY_3”选择“X-Axis”在时间历程变量观察器中定义y位移为横坐标强调“FY_2”图示纵坐标点击“GraphData”按钮图示反作用力-y向变形或命令输入方法：XVAR,3PLVAR,2提示：有时当显示负值时，如果轴反向更容易查看。在“UtilityMenuPlotCtrlsStyleGraphs”部分，能对轴反向，改变轴属性在其他，XY中的图示设置。因为键盘上方有一对设置，位移施加在仅一个节点上(4943)。这也使总反作用力容易恢复。,September30,2001Inventory#001492W10-16,如果指定力或压力，而不是施加位移，求解或许存在收敛问题。曲线y力-y变形如下所示(具有轴反向和决算标准显示)。力-变形曲线垂下(直到位移34向上)。这表明模型激活不稳定(通过捕捉)。如果该问题用加力代替，在力和位移之间将不在是一对一的关系(例如，