ansys高级非线性分析五粘弹性PPT课件下载推荐.ppt

1、通常通常,对工程用途对工程用途,蠕变用于描述在恒载荷下应变的变化。通常当温度蠕变用于描述在恒载荷下应变的变化。通常当温度达到材料熔点的达到材料熔点的30-60%时时,蠕变变形就很重要，而且蠕变变形就很重要，而且,时间更长，蠕时间更长，蠕变和塑性应变解耦。变和塑性应变解耦。ANSYS 中中,Perzyna 和和 Peirce 模型模型（TB,RATE）意味着高应变率意味着高应变率（即即冲击冲击）载荷状态，非弹性应变是不解耦的。载荷状态，非弹性应变是不解耦的。Anand 模型与模型与 ANSYS 蠕变法则类似蠕变法则类似,主要区别是使用了一个内部变主要区别是使用了一个内部变量，变形抗力量，变形抗力

2、,来表示对非弹性材料流动的各向同性抗力。来表示对非弹性材料流动的各向同性抗力。September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.粘塑性理论的背景粘塑性理论的背景ANSYS中率相关塑性模型的总结中率相关塑性模型的总结:1“RATE”包括包括Peirce 和和 Perzyna 模型。模型。2 对隐式蠕变对隐式蠕变,温度相关的材料常数可用温度相关的材料常数可用3 核心单元核心单元=PLA

3、NE42,SOLID45,PLANE82,SOLID92,SOLID95 18x 单元单元=LINK180,SHELL181,PLANE182-183,SOLID185-187,BEAM188-189September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.粘塑性理论的背景粘塑性理论的背景前一章讨论了前一章讨论了ANSYS的显式和隐式蠕变选项。的显式和隐式蠕变选项。本章将关注本章将关注 A

4、NSYS 中后两种粘塑性选项中后两种粘塑性选项 Peirce 和和 Perzyna（TB,RATE）与与 Anand 模型模型（TB,ANAND）。September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性B.RATE 粘塑性选项粘塑性选项ANSYS有一般的率相关塑性模型，被简单地表示为有一般的率相关塑性模型，被简单地表示为“RATE”,定义应力定义应力-应变关系为一个速率公式应变关系为一个

5、速率公式:基于附加的应变速率分量基于附加的应变速率分量:基于粘塑性流动规律基于粘塑性流动规律,等效非弹性应变可以写为等效非弹性应变可以写为:式中式中f 为屈服函数为屈服函数,g g为粘塑性参数。为粘塑性参数。September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.RATE 粘塑性选项粘塑性选项Perzyna 和和 Peirce 模型的推导模型的推导:Perzyna 模型模型Peirce

6、模型模型September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.RATE 粘塑性选项粘塑性选项从前面幻灯片可以看到从前面幻灯片可以看到 RATE 粘塑性模型将等效有效应力和材料的粘塑性模型将等效有效应力和材料的静态屈服应力相联系。静态屈服应力相联系。应变率强化应力比率（TB,RATE）静态屈服应力（TB,BISO/MISO/NLISO）等效有效应力Perzyna 模型模型Peirce 模

7、型模型正则化应变率012345应力比率0123PERZYNAPEIRCESeptember 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.RATE 粘塑性选项粘塑性选项这意味着应力比率作为应变率的函数而改变。这意味着应力比率作为应变率的函数而改变。下面是一个应变率在下面是一个应变率在1e-2 和和 1e-3 之间变动的模型例子，之间变动的模型例子，注意屈服应注意屈服应力是如何变化的。力是如何变化的

8、。用用 Perzyna 模型的例子模型的例子September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.RATE 粘塑性选项粘塑性选项关于关于RATE模型的一些假设模型的一些假设:RATE 模型需要一个率无关本构模型来定义静态屈服应力。粘塑性响应模型需要一个率无关本构模型来定义静态屈服应力。粘塑性响应可以看作是在静态屈服应力上的一个乘子以得到一个有效应力。率无可以看作是在静态屈服应力上的一个

9、乘子以得到一个有效应力。率无关模型可以是关模型可以是 BISO,MISO或或 NLISO，各向异性可以由各向异性可以由 HILL指定。指定。由非线性应变计算响应由非线性应变计算响应:塑性和粘塑性应变是塑性和粘塑性应变是耦合的。耦合的。因此因此,RATE 公式对于在类似时间尺度公式对于在类似时间尺度-高应变速率应用中高应变速率应用中（例如冲击例如冲击载荷载荷）的两种机理的两种机理,都是合适的。都是合适的。率无关和率相关应变是不可分的，输出的总的非弹性应变将是率无关和率相关应变是不可分的，输出的总的非弹性应变将是塑性应塑性应变变（EPPL）。为了包括热效应为了包括热效应,所有的材料常数都可与温度相

10、关。所有的材料常数都可与温度相关。September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.RATE 粘塑性选项粘塑性选项关于关于RATE模型应注意的几点模型应注意的几点:当当 g g or 0 时时,求解收敛到率无关解，当求解收敛到率无关解，当 m 0 时时,Peirce收敛为收敛为1x 静态解静态解,而而 Perzyna 收敛为收敛为2x 静态解。静态解。当当m=1/n 很小很小（No

11、nlinear Inelastic Rate Dependent Visco-Plasticity Isotropic Hardening Plasticity记住首先定义线弹性材料记住首先定义线弹性材料（EX 和和 PRXY）。否则否则,当定义粘塑性时当定义粘塑性时,材料材料GUI将提示该信息。将提示该信息。September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.定义定义 RATE 材

12、料特性材料特性本例中选择了双线性等向强化的各向异性粘塑性。本例中选择了双线性等向强化的各向异性粘塑性。在弹出菜单中选择在弹出菜单中选择RATE模型模型（Perzyna 或或 Peirce）输入输入RATE常数常数（指数指数m和粘度和粘度g）g）September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.定义定义 RATE 材料特性材料特性当输入当输入RATE常数后常数后,会出现率无关塑性参数

13、对话框。会出现率无关塑性参数对话框。该例中该例中,输入双线性等向强化模型输入双线性等向强化模型（BISO）的值的值,即屈服应力和剪切模即屈服应力和剪切模量。量。September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.定义定义 RATE 材料特性材料特性最后最后,需要输入需要输入HILL参数来指定各向异性。参数来指定各向异性。下面对话框中需要输入下面对话框中需要输入6个应力比率。个应力比率

14、。September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.定义定义 RATE 材料特性材料特性可以使用的粘塑性和塑性的各种组合见下表可以使用的粘塑性和塑性的各种组合见下表:注意注意,根据选项根据选项,需要不同类型的弹性、塑性和粘塑性的输入项。需要不同类型的弹性、塑性和粘塑性的输入项。所有输入的数据也可与温度相关。September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinearities 6.0 6.0Training Manual粘塑性粘塑性.练习练习请参考附加练习题请参考附加练习题:练习练习 8:Perzyna 率相关塑性率相关塑性September 30,2001Inventory#0014915-Advanced Structural Advanced Structural NonlinearitiesNonlinear