操作例题非线性静态分析

Step00

非线性静态分析概述线性行为?有限元最基本方程:{F}

=

[K]{U}{F}:载荷矢量{U}:位移矢量[K]:刚度矩阵如果刚度矩阵为常量,载荷和位移存线性的载荷-位移关系适用于小变形和应变线性单元方程&

连续性方程常刚度矩阵(总是)在屈服范围内分析初始模型满足平衡方程边界条件保持不变载荷独立变形适用叠加原理性关系.F线弹性加载弹性卸载F=KUUSpring

2Step00

非线性静态分析概述非线性行为?实际上所有的自然现象均属于非线性.一个非线性结构存在载荷与位移的非线性关系.例如,载荷改变引起结构刚度改变.Spring

3F线弹性(F=KU)加载卸载U

弹性

塑性

线性分析K

=常量FF非线性弹性非线性塑性(F≠KU)(F≠KU)加载加载卸载卸载PermanentdeformationU

U

弹性

塑性

弹性

塑性

非线性弹性行为可恢复至原始状态,但是刚度是非线性(弹性材料可现实非线性)K

≠常量Step00

非线性静态分析概述1.

结构非线性载荷的方向,分布和大小因位移或转动增加而变化.2.

材料非线性在载荷增加情况下,材料存在非线性行为.3.

边界非线性(状态改变)或者非线性接触由于单元之间边界非线性产生了接触.改变结构刚度的主要原因Spring

4Step00

非线性静态分析概述非线性分析类型材料非线性接触非线性接触大应变几何非线性非线性静态分析大变形大转动非线性弹性塑性材料超弹性材料Nonlinear

ElasticSpring

5Plastic

rangeYielding

point

Elastic

rangeElasto-PlasticStep00

非线性静态分析概述线性行为和非线性行为小位移、小转动大变形、大转动弹性材料(应力-应变关系为线性)塑性材料,非线性弹性材料支撑未变化(维持连续性)打开或关闭间隙载荷保持原始方向载荷方向因大变形而改变<线性行为>Spring

6<非线性行为>变形材料边界变化载荷Step00概述非线性静态分析单位:N,mm模型:Spring.x_t弹簧(材料，几何非线性)材料-

应力应变曲线边界条件和载荷条件-

固定约束-

集中载荷查看结果-

总变形-

等效应力-

动画概述Spring

7Step00概述分析目的midas

NFX使用材料非线性分析，以了解以下性能和功能：应力-应变曲线来定义非线性材料使用动画功能验证分析结果目标模型应力应变功能边界条件负载条件（集中载荷）固定集中力80N)Spring

8Step01操作步骤[

]点击(新建).选择[3D]

.选择[N-mm-kg-sec-J]单位系.点击[确认]按钮.右击鼠标,选择[隐藏全部导航].分析>>分析条件设置32145Spring

9Step02选择模型:选择:Spring.x_t点击[打开]按钮.几何>>CAD文件>>导入操作步骤21Spring

10Step03点击[自动实体]输入3.

点击[确认].网格>>生成>>3D操作步骤选择目标选择了1目标大小3特性1网格组Spring231Spring

11Step04点击[ ]

(左视图).点击[创建].节点输入4.

点击[确认].网格>>节点>>创建操作步骤332方法坐标系数值0,

0,

-80网格组Center

Point421Spring

12Step05点击[其它].输入项目3.

点击[确认].操作步骤目标刚体节点(0,

0,-80)

节点依存节点选择1个曲面网格组Rigid

Link,1223网格>>单元>>创建Spring

13Step06创建>>各向同性选择[弹塑性].3.结构选择应力-应变曲线.点击创建曲线.网格>>属性>>材料操作步骤12号2名称Alu弹性模量7e4

(N/mm²)泊松比0.346质量密度2.71e-6

(kg/mm3)345Spring

14Step071.输入:“Nonlinear”.2.输入以下数据点击[确认].选择:“Nonlinear”

.点击[确认].点击[关闭].操作步骤项目内容000.000135795

(N/mm²)0.0025100

(N/mm²)0.01110

(N/mm²)0.1120

(N/mm²)1130

(N/mm²)451236网格>>属性>>材料Spring

15Step08创建>>3D点击[实体].输入以下内容点击[确认].点击[关闭]操作步骤342号1名称Solid材料2:Alu51网格>>属性>>特性Spring

16Step091.

输入以下内容2.

点击[确认].操作步骤12名称Fix类型面选择目标2个目标条件铰接静态/热分析>>边界条件>>约束条件Spring

17Step101.

输入以下信息2.点击[确认].操作步骤12名称Force类型节点选择目标选择1个目标分量Z:

-120

(N)静态/热分析>>静荷载>>力Spring

18Step111.

输入以下内容2.

点击[](分析控制)操作步骤标题Nonlinear求解器类型非线性静态12Spring

19分析及结果>>分析工况>>一般Step12点击[非线性].勾选[几何非线性].3.输入以下信息点击[确认].点击[确认].分析控制>>非线性操作步骤123位移0.001载荷功1e-645Spring

20Step13点击[执行]另存为文件名:“Spring”

.点击[保存(S)]..操作步骤123Spring

21分析及结果>>分析>>执行Step14点击[ ]

(轴侧图1)

.一般>>变形>>点击[变形].变形结果如下图所示.分析及结果工作树>>Nonlinear:非线性静态>>INCR=20(LOAD=1.000)操作步骤123Spring

22Step15鼠标右键，在弹出窗口选择导入分析结果.选择[应力].选择[实体单元Von

mises应力.点击[确认].增量步为20的应力.操作步骤1234Spring

23分析及结果工作树>>Nonlinear:非线性静