彈塑性分析實(shí)例

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1、1.彈塑性分析中的主要問題ABAQUS提供了多種材料的本構(gòu)關(guān)系和失效準(zhǔn)則模型彈塑性變形行為：Abaqus默認(rèn)的采用屈服面來定義各項(xiàng)同性屈服金屬材料的彈塑性行為：曲線：（四個(gè)階段）彈性階段：，應(yīng)力應(yīng)變服從胡克定律：，不再是線性關(guān)系，卸載后變形完全消失，仍屬于彈性變形屈服階段：屈服階段表現(xiàn)為顯著的塑性變形，此階段應(yīng)力基本不變，應(yīng)變不斷增加，屈服現(xiàn)象的出現(xiàn)于最大切應(yīng)力有關(guān)系，屈服極限為強(qiáng)化階段：材料恢復(fù)抵抗變形的能力，使它繼續(xù)變形必須增加拉力，強(qiáng)度極限為局部變形階段：后，在試樣的某一局部范圍內(nèi)，橫向尺寸突然急劇減小，形成縮頸現(xiàn)象卸載定律，冷作硬化（比例極限得到提

2、高，退火后可消除）伸長率，稱為脆性材料；，稱為塑性材料強(qiáng)度極限是衡量脆性材料的唯一指標(biāo)，脆性材料主要用作受壓桿件，破壞處發(fā)生在與軸線成的斜截面上，而塑性材料主要用作受拉桿件。應(yīng)以應(yīng)力和名義應(yīng)變：（以變形前的界面尺寸為基礎(chǔ)）真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變與名義量的關(guān)系：真實(shí)應(yīng)變是由彈性應(yīng)變和塑性應(yīng)變組成的，定義塑性材料時(shí)，需用到塑性應(yīng)變，其表達(dá)式為：Abaqus分析結(jié)果中對應(yīng)的變量：真實(shí)應(yīng)力：S,Mises真實(shí)應(yīng)變：對幾何非線性問題，輸出的是對數(shù)應(yīng)變LE;幾何線性問題，輸出的是總應(yīng)變E塑性應(yīng)變：等效塑性應(yīng)變PEEQ，塑性應(yīng)變量PEMAG，塑性應(yīng)變分量PE彈性應(yīng)變：EE名

3、義應(yīng)變：NE在abaqusstandard中無法模擬構(gòu)建塑性變形過大而破壞的過程彈塑性分析的基本方法：理想塑性：應(yīng)力不變，應(yīng)變持續(xù)增加；應(yīng)盡可能的使材料的最大真實(shí)應(yīng)力和塑性應(yīng)變大于模型可能出現(xiàn)的應(yīng)力應(yīng)變值解決彈塑性分析中的收斂問題：在彈塑性材料商施加載荷時(shí)，如果此載荷會造成很大的局部變形（使用點(diǎn)載荷時(shí)尤其容易出現(xiàn)此問題），可能造成收斂問題。解決方法有四種：1.使材料的最大真實(shí)應(yīng)力和塑性應(yīng)變大于模型可能出現(xiàn)的應(yīng)力應(yīng)變值2.如果對出現(xiàn)很大蘇醒變形的部件不關(guān)心其準(zhǔn)確的應(yīng)力和塑性變形，可將其設(shè)置為線彈性材料3.盡量不要施加點(diǎn)載荷，而是根據(jù)實(shí)際情況來使用面載荷或線載

4、荷4.為載荷作用點(diǎn)附近的幾個(gè)節(jié)點(diǎn)建立剛性約束，施加耦合約束，使幾個(gè)節(jié)點(diǎn)共同承擔(dān)點(diǎn)載荷Abaqus中的體積自鎖問題？1.帶孔平板的彈塑性分析通過查看PEEQ（等效塑性變形），判斷材料是否發(fā)生塑性變形。2.單向壓縮試驗(yàn)過程模擬模擬式樣的壓縮過程，查看分析結(jié)果中的應(yīng)力和應(yīng)變才塑性材料數(shù)據(jù)是否吻合，以驗(yàn)證建模過程的正確性。將壓頭參考點(diǎn)的反作用力寫入DAT文件：*NODEPRINT,NSET=Set-Head-RefRF,3.彎曲成形過程模擬大變形問題的加載和卸載過程；平面應(yīng)變問題的建模；創(chuàng)建離散剛體部件，使用剛體單元；查看診斷信息；理解應(yīng)力不變量的計(jì)算方法和后處理

5、顯示方式模擬原則：根據(jù)結(jié)構(gòu)和載荷的特點(diǎn)，二維模型---三維模型整個(gè)模型較粗的網(wǎng)格----使用子模型，劃分較細(xì)的網(wǎng)格解析剛體的構(gòu)成部分有嚴(yán)格的限制，當(dāng)幾何形狀較復(fù)雜時(shí)，就需要模擬成離散剛體；二維離散剛體只能是Wire（輪廓線）和Point，而三維離散剛體部件可以使solid、shell、wire和point查看離散剛體的節(jié)點(diǎn)和單元編號：View—partdisplayoption—mesh表面磨損模擬中可設(shè)定自適應(yīng)網(wǎng)格，在step模塊中，view—adaptivemeshdomain查看診斷信息：tool—jobdiagnostic應(yīng)力不連續(xù)現(xiàn)象和應(yīng)力不變量

6、的計(jì)算方法：所關(guān)心的部分出現(xiàn)應(yīng)力不連續(xù)現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)在此處細(xì)化網(wǎng)格。用子模型分析彎曲成形問題子模型和子結(jié)構(gòu)：子模型是在全局模型的基礎(chǔ)上，對局部進(jìn)行網(wǎng)格細(xì)化，做進(jìn)一步的分析；子結(jié)構(gòu)是將模型的局部作為一個(gè)整體來處理，縮聚其內(nèi)部自由度，只保留與外界有連接關(guān)系的自由度，從而減小剛度矩陣和質(zhì)量矩陣的規(guī)模和計(jì)算量，子結(jié)構(gòu)往往用于具有相同特征和性質(zhì)的重復(fù)性局部結(jié)構(gòu)。驗(yàn)證子模型的正確性；網(wǎng)格細(xì)化得到更精確的結(jié)果子模型的基本知識：子模型邊界：驅(qū)動變量（一般是位移），如果全局模型和子模型在子模型邊界上的節(jié)點(diǎn)分布不同，abaqus會對全局模型在此處的位移結(jié)果進(jìn)行差值處理。子模型分析

7、步驟：完成對全局模型的分析，保存子模型邊界附近的分析結(jié)果-----創(chuàng)建子模型，定義邊界----設(shè)置各個(gè)分析步中的驅(qū)動變量-----設(shè)置子模型的邊界條件、載荷、接觸和約束---提交子模型的分析作業(yè)注意：原來作用在全局模型上的邊界條件、載荷、接觸和約束，如果位于子模型區(qū)域之內(nèi)的，在子模型中保持不變；在子模型區(qū)域之外的，不在出現(xiàn)。