ANSYS结构非线性分析指南 nsel, s, node, ntop Select the node where the point load is attached Select the element attached to this node elem=elnext(O) Get the number of this element Select back everything in the model Define variable 2 to be Y component of stress at the node where the point load is applied ESOL, 2, elem, ntop, S, Y, Define variable 3 to be y component of elastic strain at the node where the point load is applied ESOL, 3, elem, ntop, EPEL,Y, Define variable 4 to be Y component of plastic strain at the node where the point load is applied ESOL, 4, elem, ntop, EPPL,Y, Add the elastic and plastic strains in variables 3 and 4 and store the total strain in variable 5 ADD,5,3,4,,,,1,I,0, Set the axes for subsequent x-y plot to be variable 5 Define the x and y axes labels for subsequent x-y plot /axlab, x, Total Y-Strain /axlab, y, Y-Stress alvar, 2 Plot the Y-stress stored in variable 2 fini /eof /exit, nosa 2.5.2非线性瞬态分析实例 2.5.2.1问题描述 在这个实例分析中,将进行一个铜柱冲击刚性壁的非线性分析。 一个铜柱以给定的速度射向壁面。壁面假定是刚性的和无摩擦的。将研究铜柱和壁面接触后达 80微秒长的现象。日的是确定铜柱的整个变形,速度历程,以及最大等效 Von mises应变。求解使 用SI单位系统。 用轴对称单元模拟铜柱。求解最好能通过单一载荷步实现。在这个载荷步中,将同时施加初始 速度和约束。在Y方向上约束圆柱体末端来模拟壁面。将打开自动时间分步来允许 ANSYS确定时 间步长。定义分析结束的时间为8E5秒,以确保有足够长的时间来捕捉整个变形。 2-29
ANSYS结构非线性分析指南 2.5.2.2问题详细说明 下列材料性质应用于这个问题 EX=117.0E09(杨氏模量) DENS=89300(密度) NUXY=0.35(泊松比) Yield Strength=400.0OE06(屈服强度) Tangent Modulus 剪切模量) 下列尺寸应用于这个问题: 长=324E3m 直径=6.4E-3m 对于这个问题的初始速度是2270 问题的草图 Initial velocityγV Copper Cyl inder 图26铜圆柱体图解 25.2.3求解步骤(GU方法) 步骤一:设置分析标题 1、选择菜单路径: Utility Menn>File> Change Title 2、键入文字“ Coppery Cylinder Impacting a Rigid Wall” 3、单击OK。 步骤二:定义单元类型 1、选择菜单路径 Main menu> Preprocessor> Element Type> All/Edit/Delete 2、单击Add。 Library of Element Types(单元类型库)对话框出现 3、在靠近左边的列表中,单击“Ⅴ isco solid”仅一次。 4、选靠近右边的列表中,单击“4 node plas106”仅一次 5、单击OK。 Library of Element Types对话框关闭 6、单击 Options(选项)。 VISCO06 element type Options( visco l06单元类型选项)对话框出现 7、在关于 element behavior(单元特性)的卷动柜中,卷动到“ Axisymmetric”且选中它。 8、单击OK 9、单击 Element Types(单元类型)对话框中的 Close
ANSYS结构非线性分析指南 步骤三:定义材料性质 1、选“ Main menu> Preprocessor )Material Props> Material Models”。出现“ Define material Model Behavior”对话框,选择 Material Model Number I 2、在“ Material Models available”窗口,双击“ Structural- Linear--> Elastic-> Isotropic"。 出现一个对话框。 3、对杨氏模量(EX)键入117.0E09,对泊松比(NUXY)键入0.35 5、单击OK 5、在“ Material models available”窗口,双击“ Structural-> Density"。出现另一个对话框。 7、对密度(DENS)键入8930,单击OK 步骤四:定义双线性各向同性数据表(B|S0) 1、在“ Material Models available”窗口,双击“ Structural-> Nonlinear-> Inelastic->Rate Independent-> Isotropic Hardening Plasticity-> Mises plasticity-> Bilinear,出现对话框。 2、对 Yield Strss屈服应力)键入400.0e06 3、对 Tang mod(剪切模量)键入100.0e06。 4、单击 Graph。一个BSO模型的曲线图出现在 ANSYS图形窗口中。 5、单击OK。并退出“ Material Models Available”窗口。 6、在 ANSYS ToOLbar上单击 SAVE DB。 步骤五:产生矩形 在这一步中,生成一个代表柱体半横截面积的矩形。 1、选择菜单路径 Main menu> Preprocessor>- Modeling- Create>-Area- Rectangle> By Dimensions. Create Rectanyle by Dimensions(依据尺寸产生矩形)对话框出现。 2、对Ⅹ_坐标键入0,.0032。 3、对Y坐标键入O,0324然后单击OK。一个矩形出现在 ANSYS图形窗口中。 4、选择菜单路径 Utility Menu>Plo> lines 步骤六:设置单元尺寸 1、选择“ Main menu> Preprocessor > MeshTool”。出现“ Meshtool对话框”。 2、按“ Size controls>lines>Set”。出现“ Element size on picked lines”拾取菜单。在长线中 的一条上单击一次选中它,然后在拾取菜单中按“K”。出现“ Element Sizes on picked Lines” 对话框。 3、在 number of element divisions中输入20,并按“OK"。 4、重复步骤2和3,但这次选择短线中的一条。 对 number of element divisions键入4,然后单击OK 步骤七:设置网格单元形状且对矩形划分网格 1、在“ Meshtool”对话框中,按“quad”和“Map”,然后按“MESH”。出现“ Mesh areas”拾取菜 单 2、按“ Pick all”。 3、在工具条中按“ SAVE DB”。 4、按“ Close”。 步骤八:定义分析类型和选项 1、选择菜单路径 Main menu> Solution>- Analysis Type- New Analysis
ANSYS结构非线性分析指 2、单击“ Transient”来选中它,然后单击OK,接受接下来的缺省选项,单击OK 3、选择菜单路径 Main menu> Solution> Unabridged Menu>> Analysis Options, Full Transient Analysis((瞬 态过程分析)对话框出现。 4、单击 Large deform effects option(大变型效应选项)使之为ON(开)状态然后单击OK。 步骤九:定义初始速度 1、选择菜单路径 Main Menu> Solution> Loads-Aply> initia Condition> Define. Define Initial Condition(定义初始条件)选择菜单出现 2、单击 Pick All. Define Initial Conditions对话框出现。 3、在关于 DOF to be Specified(要被指定的DOF)的卷动框中,卷动到“UY”且选中它。 4、对 initial velocity(初始速度)键入-227然后单击OK。 5、单击 ANSYS Toolbar上的 SAVE DB 步骤十:施加约束 1、选择菜单路径 Main menu> Solution>- Loads-Aply> Structural- Displacement> On Nodes. Apply U, ROT on Nodes选择菜单出现 2、单击 Pick All, Apply U, ROT on nodes对话框出现。 3、对于 DOFS to be constrained(要被约束的DOFs)单击“UY”,然后单击 Apply 4、在选择菜单中,单击“BOX”作为选择方法 5、当你拖鼠标沿X=0.1的结点周围(沿矩形左边的第一个结点集)形成一个矩形柜时要按下且保 持鼠标左键, 6、单击Apl 7、在对话框中,对于 DOFS to be constrained单击“UX”。单击“UY”一次以去除它。 8、单击 Apply 9、在选择菜单中,单击“BOX”选择方法。 10、当拖动鼠标沿Y=O的结点周围(沿矩形底边的第一个结点集)形成一个矩形框时按下且保鼠 标左键。 1、单击OK 12、在对话框中,单击“UY”来选中它,单击“UX”仅一次来淘汰它 13、单击OK。现在在 ANSYS图形窗口中位移符号沿矩形的左边和底边产生 步骤十一:设置荷载步选项 1、选择菜单路径 Main menu> Solution Unabridged Menu > Load step opts-Time/ Frequenc> Time and substa。Time& Time Step Option(时间和时间步选项)对话框出现 2、对 time at end of Load Step(载荷步终止时间)键入8e5 3、对 time step size(时间步长)键入44e-7。 4、单击“ Stepped”来选中它。 5、单击 automatic time stepping option(自动时间分步选项)使之为ON(开)状态然后单击OK 6、选择菜单路径: Main menu> Solution>Unabridged Menu >Load step opts- Output ctrl DB/ Results file。 Controls for Database and Results file writing(对数据库和结果文件写入的控 制)对话框出现。 7、单击“ Every Nth substep"”(“每隔N个子步”)且选中它 8、对于 Value of n(N的值)键入4然后单击OK。 9、单击 ANSTS Toolbar上的 SAVE DB。 32
ANSYS结构非线性分析指南 步骤十二:求解问题 选择菜单路径 Main menu> Solution>- Solve-Current Ls。 2、检阅状态窗口中的信息然后单击 close 3、单击 Solve Current Load Step(求解当前载荷步)对话框中的OK开始求解。 当求解完成时单击 close 步骤十三:确定柱体的应变 1、选择菜单路径 Main menu> General Postpro> Read Results-Last Set 2、选择菜单路径 Utitlity Menu> Parameters> Scalar parameters 3、在选择框中键入 TOP NODE=26。 4、单击 Accept,然后单击cose 5、选择菜单路径 Utility Menu> Parameters>Get Scalar Data 6、在靠近在边的框中,单击“ Results data"。 7、在靠近右边的框中,单击“ Nodal results”然而后单击 OK. Get Nodal Results Data(获取结点结果 数据)对话框出现。 8、对于 name of parameter to be defsned要定义的参数名)键入 DEFORM。 9、对于 Node number n(结点号N)键入 TOP NODE 10、在靠近右边的卷动框中,单击“UY”,然后单击OK。 ll、选择菜单路径 Utility Menu>List> Other> Parameters. 12、检阅状态窗口中的信息,弹的长度上的变化基准( DEKORM)是0101091。 13、单击clo 步骤十四:图形表示已变形的形状和绘制等效总应变的等值线 1、选择菜单路径 Utility Menu> Plotctrls> Style>> Displacement Scaling. Displacement Display Scaling(位 移显示比例)对话框出现 2、单击1.0( true stale来选中它然后单击OK。 3、在 ANSYS输入窗口中,键入 DISCALE,1,1然后按 ENTER键。 4、选择菜单路径 Main menn> general Postproc> Plot results> Deformed Shape. Plot Deformed Shaper(图 示已变形的形状)对话框出现。 5、单击“Def+ undef edge”以选中它然后单击OK。 6、选择菜单路径 Main menu> General Postproc> Plot results>- Contour plot-Nodal Solu. Contour nodal Solution datat(绘制结点解数据的等值线出现)。 7、在靠近左边的框中,单击“ Strain-total”。 8、在靠近右边的框中,卷动到“ Von Mises EPTOEQv”然后选中它。 9、单击OK 步骤十五:进入P0ST26然后定义一个变量 在这一步中,你进入时间一历程后处理器然后定义一个变量来存储沿弹顶边的一个结点的变形。 选择菜单路径 Main Menu>Time Hist Postproc> Define variables. Defined Time-History Variables(定 义时间一历程变量)对话框出现。 2、单击Ad. Add Time- History Variable(添加时间一历程变量)对话框出现。 3、单击OK以接受结点的DOF结果的缺省。 Detine nodal data(定义结点数据)对话框出现。 4、对 reference number of variable(变量的参考号)键入2。 5、对 node number(结点号)键入 TOP NODE 6、对 user-specified lobel((用户指定的标签)键入 DISPLACE