ansys高级非线性分析五粘弹性学习教案

1、会计学1ansys高级高级(goj)非线性分析五粘弹性非线性分析五粘弹性第一页，共34页。nAnand ANSYS , 别是使用了一个内部变量，变形抗力, 来表示对非弹性材料流动的各向同性抗力。第2页/共34页第1页/共34页第二页，共34页。n1 “RATE” 包括Peirce 和 Perzyna 模型。n2 对隐式蠕变, 温度相关的材料常数(chngsh)可用n3 核心单元 = PLANE42, SOLID45, PLANE82, SOLID92, SOLID95n 18x 单元 = LINK180, SHELL181, PLANE182-183, SOLID185-187, BEAM18

2、8-189CREEPRATE 1ANANDBehaviorIsotropic or anisotropic creep (see HILL below)Isotropic or anisotropic viscoplasticity (see HILL below)IsotropicYield SurfaceNo explicitly defined yield surfaceIncludes yield surfaceNo explicitly defined yield surface. However, includes evolution equation.Combination wi

3、th rate-independent plasticityPossible to combine with plasticity, which is decoupled with creep strainsRate-independent plasticity model is required. Inelastic strains are coupledNo additional rate-independent plasticity allowed. Inelastic strains are coupledBISO, MISO, NLISO, BKIN, HILLBISO, MISO,

4、 NLISO, HILLNoneStrain RatesSuitable for small strain ratesSuitable for large strain ratesSuitable for small strain ratesTime scaleLong periods, creep and plasticity have different time scalesShort periods, usually for impact-type problemsShort/medium periodsTemperature EffectsTemperature effects in

5、cluded as part of equation (or material constants can be temperature-dependent) 2Can input temperature-dependent material constants, but equations do not consider temp effects directlyAnands equation considers temperature effects directly. No need to input temperature-dependent material constantsSup

6、ported Element Types 3 Implicit - core and 18x Explicit - core and misc Core and 18xVISCO106-108Strain rate- or time-dependent第3页/共34页第2页/共34页第三页，共34页。第4页/共34页第3页/共34页第四页，共34页。nn式中f 为屈服函数, g为粘塑性参数。ininelelD:0 if 0 if 0ff第5页/共34页第4页/共34页第五页，共34页。oninoninnoininno111111Perzyna 模型模型(mxng)Peirce 模型模型oino

7、ninnoininnon111111第6页/共34页第5页/共34页第六页，共34页。oinRS应变率强化应力比率(TB,RATE) 静态屈服应力(TB,BISO/MISO/NLISO)等效有效应力mininRmininRSS11Perzyna 模型模型Peirce 模型模型正则化应变率012345应力比率0123PERZYNAPEIRCE第7页/共34页第6页/共34页第七页，共34页。1210s用用 Perzyna 模型的例子模型的例子1310s第8页/共34页第7页/共34页第八页，共34页。变速率应用中(例如冲击载荷)的两种机理, 都是合适的。n率无关和率相关应变是不可分的，输出的总的

8、非弹性应变将是塑性应变(EPPL) 。n为了包括热效应, 所有的材料常数(chngsh)都可与温度相关。vpplin第9页/共34页第8页/共34页第九页，共34页。正则化应变率 (pl/)012345应力比率 (/o)0123PERZYNAPEIRCEpl第10页/共34页第9页/共34页第十页，共34页。(参考该书第二章), 所以这些单元提供更强的灵活性和能力，这些公式包括 B-Bar, URI, 增强应变和混合 U-P。n18x系列也比核心单元支持更多的本构模型, 包括超弹性。第11页/共34页第10页/共34页第十一页，共34页。记住记住(j zh)首先定义线首先定义线弹性材料弹性材料

9、(EX 和和 PRXY)。否则否则, 当定义粘塑性时当定义粘塑性时, 材料材料GUI将提示该信息将提示该信息。第12页/共34页第11页/共34页第十二页，共34页。第13页/共34页第12页/共34页第十三页，共34页。第14页/共34页第13页/共34页第十四页，共34页。第15页/共34页第14页/共34页第十五页，共34页。Viscoplasticity Hardening LawBilinear Isotropic Hardening (TB,BISO)Multilinear Isotropic Hardening (TB,MISO)Nonlinear Isotropic Harde

10、ning (TB,NLISO)Bilinear Isotropic Hardening (TB,BISO)Multilinear Isotropic Hardening (TB,MISO)Nonlinear Isotropic Hardening (TB,NLISO)Viscoplasticity (TB,RATE)Anisotropic Viscoplasticity (TB,RATE + TB,HILL)第16页/共34页第15页/共34页第十六页，共34页。第17页/共34页第16页/共34页第十七页，共34页。量变量来表示对材料非弹性流动的各向同性抗力，以 NL,PSV (塑性状态变量

11、)输出，n假设材料温度大于其熔点温度的一半。n非弹性应变的输出为“塑性应变(EPPL)”。注意不可用累加等效塑性应变(NL,EPEQ)。第18页/共34页第17页/共34页第十八页，共34页。, nDarveaux, R., “Solder Joint Fatigue Life Model,” Proceedings of TMS Annual Meeting, pp. 213-218 (1997).nDarveaux, R., “Effect of Simulation Methodology on Solder Joint Crack Growth Correlations,” Proce

12、edings of 50th Electronic Components & Technology Conference, pp. 1048-1058 (2000).第19页/共34页第18页/共34页第十九页，共34页。mRTQinsAe1sinh3421sinhCTCcrCeCRQCmCsCAC4321 ,1 , ,第20页/共34页第19页/共34页第二十页，共34页。 nRTQininaoeAssssBBBBhs 1*绝对温度变形抗力的时间导数变形抗力的饱和值变形抗力应力有效有效非弹性变形速率Tsssin*Cauchy 第21页/共34页第20页/共34页第二十一页，共34页。

13、所有常数必须为正的。TBDATA ConstantParameter DescriptionUnits1soinitial value of deformation resistancestress (e.g., psi, MPa)2Q/Ractivation energy divided by universal gas constantenergy/volume (e.g., kJ/mole)3Apre-exponential factor1/time (e.g., 1/second)4mutiplier of stressdimensionless5mstrain rate sensit

14、ivity of stressdimensionless6hohardening/softening constantstress (e.g., psi, MPa)7coefficient for saturation value of deformation resistancestress (e.g., psi, MPa)8nstrain rate sensitivity of saturation value (deformation resistance)dimensionless9astrain rate sensitivity of hardening or softeningdi

15、mensionless, a1.0s 第22页/共34页第21页/共34页第二十二页，共34页。第23页/共34页第22页/共34页第二十三页，共34页。第24页/共34页第23页/共34页第二十四页，共34页。第25页/共34页第24页/共34页第二十五页，共34页。第26页/共34页第25页/共34页第二十六页，共34页。仍可以是静态或瞬态的，这将不包括或包括惯性效应(xioyng)。n推荐采用求解控制(SOLCONTROL), 缺省时求解控制是打开的。第27页/共34页第26页/共34页第二十七页，共34页。(见下面幻灯片)。第28页/共34页第27页/共34页第二十八页，共34页。前已

16、述及前已述及, 对于对于RATE 和和 ANAND, 所所有的非弹性应变有的非弹性应变(yngbin)以以“塑性应塑性应变变(yngbin)”输出。与蠕变中塑性和输出。与蠕变中塑性和蠕变应变蠕变应变(yngbin)被分开不同被分开不同, RATE 和和ANAND的非弹性应变的非弹性应变(yngbin)被耦被耦合。合。第29页/共34页第28页/共34页第二十九页，共34页。第30页/共34页第29页/共34页第三十页，共34页。第31页/共34页第30页/共34页第三十一页，共34页。第32页/共34页第31页/共34页第三十二页，共34页。关于 ANAND 粘塑性(sxng)的参考资料:1.Anand, L., “Constitutive Equations for Hot-Working”, International Journal of Plasticity,