Ansys第25例非线性分析综合应用实例

第25例非线性分析综合应用实例 钢板卷制成圆筒本例介绍了综合利用ANSYS非线性分析功能模拟将钢板卷制成圆筒的方法和步骤。25.1 问题描述将钢板卷制成圆筒一般要使用卷板机。图25-1所示为对称式三辊卷板机，该机器将钢板卷制成圆筒时分为三个步骤：首先，上辊下降使钢板发生挠曲，钢板挠曲线服形成圆筒；最终，圆筒卷制完成，上辊上升卸下筒体。25-1对称式三辊卷板机用ANSYS模拟将钢板卷制成圆筒，相应地也分为三个步骤。由于其次个步骤需要模拟上、下辊转动，而ANSYSSOLIDn单元不支持大转动，位移边界条件不能施加大的转动角度，所以上、下辊需要用壳单元建立有限元模型。上、下辊与钢板的作用需要用接触模材料非线性和构造非线性三种非线性。用ANSYS模拟将钢板卷制成圆筒，计算结果可以得到圆筒直径与上辊下压量的关系，上、下辊受力大小，上、下辊的变形，下辊驱动力矩及卸载回弹等重25.2/CLEAR/FILNAM,EXAMPLE25/CONFIG,NRES,2023/PREP7/PNUM,VOLU,ONET,1,SHELL181ET,2,SOLID186MP,EX,1,2E11MP,DENS,1,7800MP,NUXY,1,0.3MP,EX,2,2E11MP,DENS,2,7800MP,NUXY,2,0.3TB,BKIN,2,1TBTEMP,0TBDATA,,240E6,0SECTYPE,1,SHELLSECDATA,0.02CYLIND,0.38/2,0,0.2,1.7,0,360

要数据。由于分析过程简洁，步骤较多，所以本例只承受命令流法执行命令。!去除数据库，建文件!指定任务名为?EXAMPLE25“!设置最大子步数!前处理!进入前处理器!翻开体号!选择单元类型，壳单元用于划分上、下辊!实体单元用于划分钢板!定义材料模型1的弹性模量!定义材料模型1的密度!定义材料模型1的泊松比!定义材料模型2的弹性模量!定义材料模型2的密度!定义材料模型2的泊松比!定义材料模型2的屈服极限、切向模量!定义截面!壳厚度创立上辊，圆柱体CYLIND,0.38/4,0,0.2,0,0,360CYLIND,0.38/4,0,1.7,1.9,0,360VGLUE,ALLVSEL,NONEWPOFF,0.54/2,-0.37CYLIND,3600.3/2,0,0.2,1.7,0,CYLIND,0.3/4,0,0.2,0,0,360CYLIND,0.3/4,0,1.7,1.9,0,360WPOFF,-0.54VGLUE,ALLVSEL,NONECYLIND,3600.3/2,0,0.2,1.7,0,CYLIND,0.3/4,0,0.2,0,0,360CYLIND,0.3/4,0,1.7,1.9,0,360ALLS VGLUE,ALLVDELE,ALL !!HPTCREATE,AREA,5,,COORD

!黏结!偏移工作平面原点到右下辊中心!!偏移工作平面原点到左下辊中心!!在上辊端面中心处创立硬点八、、 HPTCREATE,AREA,10,,COORD,0,0,1.91.9

HPTCREATE,AREA,34,,COORD,-0.54/2,-0.37,

!在左下辊端面中心处创建硬点HPTCREATE,AREA,29,,COORD,-0.54/2,-0.37,0HPTCREATE,AREA,22,,COORD,0.54/2,-0.37,1.9 !在右下辊端面中心处创硬点HPTCREATE,AREA,17,,COORD,0.54/2,-0.37,0MAT,1TYPE,1SECN,1ESIZE,0.04SMRTSIZE,7MSHAPE,1AMESH,ALLBLOCK,0.7,-0.5,0.3/2,0.3/2+0.03,0.5,

!为上、下辊划分单元指定属性，材料模型!单元类型!壳横截面!指定单元边边长度!指定智能尺寸级别!指定单元外形为三角形!对全部面划分单元LESIZE,96,,,2MAT,2

1.4

!创立钢板，块!指定线96〔钢板厚度〕被划分为两段TYPE,2MSHKEY,1MSHAPE,0ESIZE,0.05VMESH,ALLET,4,TARGE170ET,5,CONTA174,,,,,1KEYOPT,5,12,1

!为钢板划分单元指定属性!映射网格!指定单元外形为六面体!指定单元边长度!对块划分网格!指定单元类型，用于创立接触对!设置单元5接触外表无滑动R,10,,,0.1!定义实常数，KFN==0.1R,11,,,0.1R,12,,,0.1ASEL,S,,,40!在钢板上外表和上辊外表建立接触对NSLA,S,1NSEL,U,LOC,MAT,3Z,0.8,1.1REAL,10TYPE,4ESURFALLSASEL,S,,,3,4,1NSLA,S,1NSEL,U,LOC,Z,0.2,0.5NSEL,U,LOC,Z,0.8,1.1NSEL,U,LOC,Z,1.4,1.7MAT,3REAL,10TYPE,5ESURFALLSASEL,S,,,39！在钢板下外表和左下辊外表建立接触对NSLA,S,1NSEL,U,LOC,Z,0.8,MAT,41.1REAL,11TYPE,4ESURFALLSASEL,S,,,27,28,1NSLA,S,1NSEL,U,LOC,Z,0.2,0.5NSEL,U,LOC,Z,0.8,1.1NSEL,U,LOC,Z,1.4,1.7MAT,4REAL,11TYPE,REAL,11TYPE,5ESURFALLSASEL,S,,,39NSLA,对S,1NSEL,U,LOC,Z,0.8,1.1MAT,4REAL,12TYPE,4ESURFALLSASEL,S,,,15,16,1NSLA,S,1NSEL,U,LOC,Z,0.2,0.5NSEL,U,LOC,Z,0.8,1.1NSEL,U,LOC,Z,1.4,1.7MAT,4REAL,12TYPE,5ESURFALLSFINI!首先模拟下辊不动，上辊下降/SOLU

!进入求解器D,ALL,UZD,ALL,UZD,ALL,ROTXD,ALL,ROTYNSEL,S,LOC,XNSEL,R,LOC,YD,ALL,UY,-0.03

!选择上辊轴线上的节点!施加约束，上辊下降0.03mD,ALL,UZALLSCSYS,4ASEL,S,LOC,Y,-2,0.3/2ASEL,U,,,39NSLA,S,1D,ALL,ALLALLSLNSRCH,ONNLGEOM,ONTIME,1AUTOT,ONNSUBST,15,20,10KBC,0OUTRES,ALL,ALLSOLVE!以下模拟下辊转动，驱动钢板前进CSYS,4ASEL,S,LOC,Y,-2,0.3/2ASEL,U,,,39

!选择下辊上的全部面!选择下辊上的全部节点!约束掉全部自由度!瞬态分析!翻开线性搜寻!翻开大变形选项!指定载荷步时问!翻开自动载荷步长!指定子步数目!斜坡载荷!输出全部子步全部项旧的结果!解答!选择下辊上的全部面NSLA,NSLA,S,1!选择下辊上的全部节点!删除上一载荷步施加在下辊上的全部DDELE,ALL,ALL约束ALLSD,D,ALL,UZ!在全部节点上施加约束D,ALL,ROTXD,ALL,ROTYNSEL,S,LOC,X,0NSEL,R,LOC,Y

!选择左下辊轴线上的全部节点D,D,ALL,ROTZ,-3.1415926/2!转动1/4周D,ALL,UX!约束掉移动D,ALL,UYALLSWPOFF,0.54NSEL,S,LOC,X,0NSEL,R,LOC,Y

!偏移工作平面!选择右下右下辊轴线上的全部节点D,D,ALL,UX!约束掉移动D,ALL,UYD,ALL,ROTZ,-3.1415926/2TIME,2ALLSKBC,0NSUBST,800,1000,300

!转动1/4周SOLVE!解答!模拟卸载!施加重力加速度ACEL,0,9.8!激活全球直角坐标系CSYS,0!选择上辊轴线上的全部节点NSEL,S,LOC,XNSEL,R,LOC,Y!上辊向上移