ansys高级非线性分析-第五章 粘弹性

1、粘塑性，第五章，粘塑性本章的综述，上一章讨论ANSYS的蠕变选项，本章讨论ANSYS中可以利用的3种其他的粘塑性构造模型。 本章包括以下主题： A .粘塑性背景B. RATE粘塑性选项Anand粘塑性选项d .粘塑性模型的求解过程，September 3.0，2001，粘塑性a .粘塑性背景从材料的观点来看，粘塑性和蠕变是相同的。 在工程应用中，蠕变通常用于描述恒定载荷下的应变变化。 通常，温度达到材料熔点的30-60%时，蠕变变形很重要，并且时间长，蠕变与塑性应变解离。 在ANSYS中，Perzyna和Peirce模型(TB，RATE )意味着高应变率(冲击)载荷状态，非弹性应变不能结合。

2、Anand模型与ANSYS蠕变规律相似，主要差异在于利用内部变量、变形阻力来表现对非弹性材料流动的各向同性阻力。 September 3.0，2001，粘塑性. 粘塑性理论背景，ANSYS中率相关塑性模型的总结： 1 “RATE”包括Peirce和Perzyna模型。 2隐式蠕变、温度相关的材料常数为： 3核UE针织面料=PLANE42、SOLID45、PLANE82、SOLID92、solid 9.5 18x UE针织面料=LINK180、SHELL181、PLANE182-183、SOLID185-187、bea m188 本章关注ANSYS中后者的粘塑性选项Peirce、Perzyna

3、(TB，RATE )和Anand模型(TB，Anand )。 september30、2001、粘塑性B. RATE粘塑性选项和ANSYS有常见的效率相关塑性模型，其中简单地表示为“RATE”，并且定义应力-应变关系的速率表达式3360基于粘塑性流动规律，基于附加应变速率分量：的化学基，等效非弹性模量September 3.0，2001，粘塑性. RATE粘塑性选项，Perzyna和Peirce模型的导出：Perzyna模型，Peirce模型，September 3.0，2001，粘塑性. RATE粘塑性选项是前一个切片September 3.0，2001，粘塑性. RATE粘塑性选项表示应力

4、比率作为应变率的函数变化。 应变率在1e-2和1e-3之间变动的模型示例如下所示，留心屈服应力如何变化。 关于September 3.0，2001，粘塑性. RATE粘塑性选项，RATE模型的一些假设： RATE模型需要本构模型，而不管效率如何，以便定义静态屈服应力。 粘塑性响应可以认为与静态屈服应力相乘得到有效应力。 与效率无关的模型可以是BISO、MISO、NLISO，各向异性现象可以指定为HILL。 由非线性失真计算响应：塑性和粘塑性应变时结合。 因此，RATE表达式适用于两个类似于应用时间尺度-高应变速率(如冲击载荷)的反应历程。 与效率无关的与效率有关的应变是不可分的，输出的总非弹性

5、应变是塑性应变(EPPL )。 所有材料常数都取决于温度，包括热效应。september30、2001、粘塑性. RATE粘塑性选项、RATE模型的注意点：gor0时，求出与收敛率无关的解，m 0时，Peirce收敛于1x静态解，Perzyna收敛于2x静态解。 当m=1/n较小(0.2)时，Peirce在数值上是稳定的。 请注意，在右图中，m是较小的值，Perzyna模型显示更陡峭的初始曲线，而Peirce的值更稳定。 粘塑性RATE通讯端口的针织面料类型、粘塑性RATE材料通讯端口的针织面料类型：“核”用户针织面料： PLANE42，SOLID45，PLANE82， SOLID92和SOL

6、ID95 “18x”系列用户针织面料3360链路180外壳181、平面182、平面183、实体185、实体186、实体187、BEAM188、BEAM189。 对于包含粘塑性(RATE )的模型，建议选择18x系列针织面料。由于很多用户针织面料技术可用于18x UE针织面料(参见这本书的第2章)，因此这些个的用户针织面料提供了更大的灵活性和能力，而这些个形式包括B-Bar、URI、扩展失真和混合U-P。 18x系列也通讯端口比核心UE针织面料更多的结构模型，包括超弹性。 September 3.0，2001，粘塑性.定义RATE材料属性，在材料GUI中定义所有粘塑性模型： structrust

7、ructionnonlinearinelasticratedependentvisco-plassticityisotrop 否则，定义粘塑性后，材料的GUI将显示此信息。 定义了september30、2001、粘塑性. RATE材料特性，在本例中选择了双线性等方向性强化的各向异性现象粘塑性。 从弹出菜单中选择RATE模型(Perzyna或Peirce )，定义RATE常数(指数m和黏性系数g )、September 3.0，2001，粘塑性. RATE材料特性，并键入RATE常数后，将出现效率非塑性残奥表的对话框在此示例中，输入双线性各向同性增强模型(BISO )的值，即屈服应力和剪切弹性

8、模数。 定义，September 3.0，2001，粘塑性. RATE材料特性，最后需要输入HILL残奥表来指定各向异性现象。 必须在下面的对话计程仪框中键入六个应力比。 定义、september30、2001、粘塑性. RATE材料的特性，可用的粘塑性和塑性的各种组合请参照下表：的注意事项。 不同的选项需要不同类型的弹性、塑性和粘塑性输入项。 输入的所有数据也可以取决于温度。 September 3.0，2001，粘塑性. 练习，参考附加练习题：练习8: Perzyna率相关塑性，September 3.0，2001，粘塑性C. ANAND粘塑性选项，Anand提出的率相关塑性选项有以下特征

9、3330 如果塑性流动发生在除零以外的所有应力值上，则可以忽略低应力下的塑性流动。 Anand模型使用称为变形阻力的内部标量变量，表示对材料的非弹性流动的各向同性阻力，以NL，PSV (塑性状态变量)输出，假定材料温度为熔点温度的一半以上。 非弹性应变的输出为“塑性应变(EPPL )”。 不能将等效塑性应变(NL，EPEQ )相加。 September 3.0，2001，粘塑性. ANAND粘塑性选项，ANAND模型最初用于高温金属成形工艺，如轧制和拉深等。 与，l .“国际工作”，国际工作平台，Vol. 1，pp. 213-231 (1985). Brown，S. B .k “国际演进委员会

10、confinitivemodeleforhotworkingofmetals”，国际演进委员会，Vol. 5，pp. 95-130 (1989 ) 解决方案proceedingsoftmsannualmeeting，PP.213-218 (1997 ) . “cefereferomationossmetodoologyonsolderjointcrackgrowthcorrelations”proceedings of 5.0 thelectroniccomponentstechnologyconference 3.0，2001， 粘塑性. ANAND粘塑性选项，粘塑性的ANAND模型：流动方

11、程式可以写成：这一点ANAND模型和广义的Garofalo (双曲签名) 比较蠕变方程是有用的：式双曲签名蠕变方程与Anand模型的主要区别是进化方程的变形阻力(s )进化方程(应变强化/软化)是：式，September 3.0，2001，粘塑性. Anand粘塑性选项，追加项是材料常数：september30、2001、粘塑性. ANAND材料定义、上一张幻灯片中所示的ANAND模型的9个材料常数可以在命令或者材料GUI中定义(下述) :可以由TB、ANAND定义。 用TBDATA定义9个材料常数。 Anand方程包含温度效应，因此不能使用温度常数。请记住，MP命令定义了EX和PRXY (以

12、及所需的其他线性材料属性)。 September 3.0，2001，粘塑性. ANAND材料的定义，使用材料GUI定义ANAND模型的屏幕截图。 structronstructionnonlinearinelasticrate -从属viscoplasticityanandsmodel，September 3.0，2001， 粘塑性. anand材料定义通过在不同温度和应变率下的一系列等温应力-应变拉伸试验的曲线拟合确定anand模型的材料残奥参数，并将实验数据转换成材料常数的详细论述如下资料： Anand，l . 工作时间：国际工作时间： Vol. 1，pp. 213-231 (1985).

13、 Brown，S. B .Kim，K. H l .“国际可持续发展协议”internationaljournalofplasticity，Vol. 5，PP.9.5-130 在September 30 2001、粘塑性. ANAND所通讯端口的用户针织面料中，and模型： VISCO106-108 VISCO106-108仅支持基于惩罚的混合U-P用户针织面料(参照本书第2章)。 VISCO106是低阶2D友针织面料。 VISCO107是低阶的3D针织面料。 VISCO108是前2D用户针织面料。 没有壳或梁允针织面料。 另外，VISCO106和108限于平面应变和轴对称解析。 解决septe

14、mber30、2001、粘塑性d .粘塑性问题，定义适当的单元类型和材料性能后， 解决方案选项与大多数非线性问题类似，如果需要主菜单解决方案-解决方案解决方案控制-基本tab -分析选项，请选择“NLGEOM” “时间”在粘塑性问题上很重要，但解决可以是静态的也可以是过渡的，包括是否包含惯性效应。 推荐使用电子计算机特罗尔。 在差动奥尔特中，电脑特罗尔是开启的。 September 3.0，2001，粘塑性. 为了解决粘塑性问题，采用粘塑性材料的非线性解需要结束时间和指定的适当的子步数。 解决方案控制-基本tab -时间控制定义了适当的结束时间。 请记住，时间对于粘塑性非线性静态分析的应变效率效应非常重要。 定义适当的子步数(NSUBST )或“增量”以获得正确的结果(请参见下一张幻灯片)。 September 3.0，2001，粘塑性. 解决粘塑性问题，确认塑性应变增量一盏茶小，对任何路径相关问题都很重要。 solution controls-nonlinear ta-cut back control反向控制特罗尔用于指定允许塑性应变增量的最大值。 在差动奥尔特中，这