ansys超弹性分析练习十五

超弹性O型环练习15参考:培训手册超弹性(6-60)练习8C:Ogden模型

超弹性O型环目的分析橡胶O型环的压缩，这将包括两个载荷步，首先将O型环压缩其直径的1/3,然后在外露面上施加压力。目标采用Ogden模型求解该问题。模型描述刚-柔接触的二维轴对称PLANE182September30,20011. 读入输入文件“ANL_W11_Oring.inp”

使用GUI菜单方法:UtilityMenu>File>ReadInputFrom…选择文件“ANL_W11_Oring.inp”点击[OK]

或命令输入方法:/INPUT,ANL_W11_Oring,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轴对称模型。

当前数据库将被删除,工作名改为“Exercise_11”。

图形和其它设置将与这些幻灯片一致。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,2001 继续进行该练习前,也可检查模型的网格和边界条件,以便更熟悉它。 O型环是一个轴对称PLANE182模型,具有几乎不可压缩的Ogden材料属性。

定义三个刚-柔接触对，在第一载荷步中,最外面的刚性目标面的拖拉距离为直径的1/3。

在第二载荷步中,在外露面施加一个20单位的压力。刚性目标面施加位移(载荷步1)施加压力(载荷步2)练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,20012. 验证PLANE182的单元选项(4节点四边形)

使用GUI菜单方法:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/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:

单元类型1采用PLANE182单元，因为这是一个体积变形问题,所以采用缺省公式,即B-Bar方法。

采用几乎不可压缩超弹性材料属性,所以不需要混合U-P公式。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,2001输入Ogden模型参数使用GUI菜单方法:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels…选择“Structural>Nonlinear>Elastic>Hyperelastic>Ogden>3terms”“mu_1”输入“6.3”,“a_1”输入“1.3”,“mu_2”输入“0.012”,“a_2”输入“5.0”,“mu_3”输入“-0.1”,“a_3”输入“-2.0”,“d_1”输入“2e-4”。点击[OK]选择“Material>Exit”

或命令输入方法:TB,HYPER,1,1,3,OGDENTBDATA,1,6.3,1.3TBDATA,3,0.012,5.0TBDATA,5,-0.1,-2.0TBDATA,7,2e-4

提示: Ogden模型需要mi

和ai(和di)系数对。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,20014. 求解第一载荷步

使用GUI菜单方法:MainMenu>Solution>-Solve-CurrentLS查看状态窗口后,选择“File>Close”关闭它点击[OK]启动分析当该材料可能变得不稳定时,得到一个警告提示，点击[YES]继续分析。当求解结束后,不要离开求解器。

或命令输入方法:/SOLUSOLVE

提示:

已由输入文件指定求解选项，

注意右边的/STATUS窗口显示打开了非线性几何效应,已指定子步初始数,存储所有子步的所有结果。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,2001

开始分析前,一个警告显示材料可能不稳定，如第六章E节所述,这是在求解六种典型应力路径的开始进行的稳定性检测。

虽然该警告不能表明结果是无效的或求解不收敛,但如果求解发散它可提供有用的信息，基于输出窗口/文件提供的信息,检测载荷将有助于确定可能的发散原因。***WARNING***CP=2.266TIME=10:20:05Hyper-elasticmaterialmaybecomeunstable,materialnumber1attemperature0.Thenominal-strainlimitswherethematerialbecomesunstableare:UNIAXIALCOMPRESSION-0.714E+00EQUIBIAXIALTENSION0.249E+01EQUIBIAXIALCOMPRESSION-0.678E+00PLANARCOMPRESSION-0.712E+00练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环如该过程中出现下图所示的对话框，直接点击ok键September30,20015. 在外露面上施加压力

使用GUI菜单方法:UtilityMenu>Plot>LinesMainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Pressure>OnLines+如右图所示选择底部两条线,点击[OK]“VALUELoadPRESvalue”输入“20”,点击[OK]

或命令输入方法:LSEL,S,LINE,,10,13,3SFL,ALL,PRES,20ALLSEL,ALL

提示:

当线上施加压力载荷后,可看到一个警告,提示实体模型和有限元边界条件都被施加给该模型，这是为了提供信息。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,20016. 求解第二载荷步

使用GUI菜单方法:MainMenu>Solution>-Solve-CurrentLS检查状态窗口后,选择“File>Close”关闭它点击[OK]启动分析

或命令输入方法:SOLVE

提示: /STATUS窗口表明这是该分析的第二载荷步。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,20017. 检查静水压力最终结果

使用GUI菜单方法:MainMenu>GeneralPostproc>

-ReadResults-LastSet该命令载入最终结果集MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>

-ContourPlot-ElementSolu…选择左侧“Stress”,然后选择右侧“HydrostPresHPRE”点击[OK],画出静水压力

或命令输入方法:/POST1SET,LASTPLESOL,NL,HPRES

提示: O型环最终变形形状如右图所示,当被刚性面压缩后,O型环被施加压力进一步压缩。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,2001练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环8. 列表显示监控文件内容

使用GUI菜单方法：UtilityMenu>List>Files>Other…选择监控文件“Exercise_8C.mntr”该命令将使监控文件内容显示

提示：

查看监控文件显示ANSYS必须等分求解的子步。在本例中，当两载荷步执行等分时都有一对例子(检索求解过程中的“单元扭曲”错误信息，也是造成等分的原因)。

监控文件也反映了迭代总时间和CPU时间，对本模型，大约有共278次迭代，花费141秒（CPU时间将改变，和硬件有关)。September30,2001练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环

检查材料是近似不可压缩，根据材料输入(step3),，能决定起始剪切和总体模数：

初始总体模数超过初始剪切模数的2,000倍。

因为总体模数和剪切模数的大比率，会造成一些求解过程的数值困难，可以回到模型采用混合u-P方式查看是否有助于这种情况下求解的收敛。September30,2001练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环9. 改变单元类型为Mixedu-P

使用GUI菜单方法：MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete选择“Type1PLANE182”点击[Options]改变“Elementformulation”为“MixedU/P”点击[OK]点击[Close]

或命令输入方法：/PREP7KEYOPT,1,6,1September30,2001练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环10. 删除施加在线上的压力

使用GUI菜单方法：UtilityMenu>Plot>LinesMainMenu>Solution>DefineLoads>Apply

>Structural>Pressure>OnLines选择如右提示的两线底部点击[OK]

或命令输入方法：/SOLULSEL,S,LINE,,10,13,3SFLDELE,ALL,PRESLSEL,ALL

提示：

施加在前面载荷步2中的压力需要删除，因为分析从开始再次执行。

使用APDL宏将使按照多载荷顺序求解模型更加容易。September30,200111. 再-求解第一载荷步

使用GUI菜单方法：MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS查看状态窗口，选择“File>Close”关闭开始分析，点击[OK]求解完成后不要离开求解器

或命令输入方法：SOLVE

提示：

加载顺序是O型圈被刚性外表面压缩。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,200112. 在外露面上施加压力

使用GUI菜单方法:UtilityMenu>Plot>LinesMainMenu>Solution>DefineLoads>Apply

>Structural>Pressure>OnLines如右图所示选择底部两条线，点击[OK]“VALUELoadPRESvalue”输入“20”并点击[OK]

或命令输入方法：LSEL,S,LINE,,10,13,3SFL,ALL,PRES,20ALLSEL,ALL练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,200113. 再求解第二载荷步

使用GUI菜单方法:MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS检查状态窗口后,选择“File>Close”关闭它点击[OK]启动分析或命令输入方法：

SOLVE

提示: /STATUS窗口表明这是该分析的第二载荷步。练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环September30,2001练习8C:Ogden模型

…超弹性O型环14. 列表显示监控文件内容

使用GUI菜单方法：UtilityMenu>Lis