1-練習(xí)-剪切鎖定.ppt

1、剪切鎖定,練習(xí)1,參考: 培訓(xùn)手冊 單元技術(shù) (2-17),September 30, 2001 Inventory #001492 W1-2,練習(xí)1: 剪切鎖定超彈性梁,目的 比較關(guān)于剪切鎖定的不同單元公式。 目標 使用三種單元公式求解梁的非線性分析: B-Bar、URI和增強應(yīng)變。 模型描述 二維平面應(yīng)變 PLANE182單元, 30 x1 懸臂梁 (3個) 使用非線性超彈材料 (2項 Mooney-Rivlin),B-Bar方法,URI 公式,增強應(yīng)變,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-3,練習(xí)1: 剪切鎖定 .超彈性梁,1.讀入輸入文件“S

2、hearLock.inp” 使用 GUI 菜單方法: Utility Menu File Read Input From 選擇文件 “ShearLock.inp” 點擊 OK 或命令輸入方法: /INPUT, ShearLock, inp 提示: 這將讀入輸入文件, 產(chǎn)生當(dāng)前練習(xí)的幾何體、載荷和邊界條件。 這里有三個梁單元模型, 與 3 個不同單元公式對應(yīng)(B-Bar, URI 和增強應(yīng)變)。 當(dāng)前數(shù)據(jù)庫將被刪除, 工作名改為“Exercise_1”。 圖形與其它設(shè)定也將與幻燈片設(shè)定一致。,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-4,練習(xí)1: 剪切鎖定

3、.超彈性梁,2.驗證 PLANE182 單元選項(4節(jié)點四邊形) 使用GUI菜單方法: Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 選擇 “Type 1 PLANE182” 點擊 Options 驗證單元選項, 然后點擊 OK 對單元類型 2 和 3 重復(fù)操作 選擇 Close 或命令輸入方法: /PREP7 ETLIST, 1, 3 驗證 KEYOPT(1) 列 提示: 單元類型 1 應(yīng)選擇 “Full Integration”, 即 B-Bar 方法。 單元類型 2 應(yīng)選擇 “Reduced Integr”, 即URI 公式。 單

4、元類型 3 應(yīng)選擇 “Enhanced Strain” 公式 。,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-5,練習(xí)1: 剪切鎖定 .超彈性梁,3.添加非線性超彈性材料特性 使用 GUI 菜單方法: Main Menu Preprocessor Material Props Material Models 選擇 “Structural Nonlinear Elastic Hyperelastic Mooney-Rivlin 2 parameters” “C10” 輸入 “8” “C01” 輸入 “2” “d” 輸入 “2e-4” 點擊 OK 選擇 “Mat

5、erial Exit” 或命令輸入方法: TB, HYPER, 1, 1, 2, MOONEY TBDATA, 1, 8, 2, 2e-4 提示: 將比較使用超彈性材料特性的三種單元公式。 (超彈性詳情見后面第六章。),September 30, 2001 Inventory #001492 W1-6,練習(xí)1: 剪切鎖定 .超彈性梁,4.指定非線性分析的求解選項。 使用 GUI 菜單方法: Main Menu Solution -Analysis Type- Soln Control 選擇 “Analysis Options” 下的 “Large Displacement Static” “N

6、umber of substeps” 輸入 “10” “Max no. of substeps” 輸入 “1e3” “Min no. of substeps” 輸入 “1” 點擊 OK 或命令輸入方法: /SOLU NLGEOM, ON NSUBST, 10, 1e3, 1 提示: 如果想檢查中間結(jié)果(例如畫出力-撓度響應(yīng)曲線), 可存儲所有子步的輸出。,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-7,練習(xí)1: 剪切鎖定 .超彈性梁,求解前, 看一下模型的網(wǎng)格、邊界條件和載荷。 每個梁的端部被約束。完全約束端部的所有自由度會使模型趨于過分約束, 因此約束每個

7、梁X=0 處的所有 UX和底部 UY 。 施加的剪切載荷是作用于SURF153 表面效應(yīng)單元面2 上的壓力，該 0.01單位壓力將作為一個隨動力, 總是與梁的端部相切。,B-Bar 方法,URI 方程式,增強應(yīng)變,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-8,練習(xí)1: 剪切鎖定 .超彈性梁,5.求解非線性模型 使用 GUI 菜單方法: Main Menu Solution -Solve- Current LS 查看狀態(tài)窗口后, 選擇 “File Close”關(guān)閉它. 開始分析, 點擊 OK 或命令輸入方法: SOLVE 提示: 因為這是一個非線性分析, 求

8、解可能需要一些時間, 與使用的硬件有關(guān)。 查看求解窗口 (/STAT, SOLU) 通常是一個好的想法, 可保證求解設(shè)置是正確的。這種情況下, 問題維數(shù)(有UX, UY 自由度的二維問題) 、非線性幾何效應(yīng)的使用及子步數(shù)是較重要的設(shè)置。,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-9,練習(xí)1: 剪切鎖定 .超彈性梁,6.查看 Y 方向位移結(jié)果 使用 GUI 菜單方法: Main Menu General Postproc -Read Results- Last Set 該命令載入最終結(jié)果集。 Main Menu General Postproc Plot R

9、esults -Contour Plot- Nodal Solu 選擇左側(cè)的 “DOF Solution”, 然后選擇右側(cè)的“Translation UY” 點擊 OK , 畫出 UY 方向位移 或命令輸入方法: /POST1 SET, LAST PLNSOL, U, Y 提示: 因為這是一個超彈性特性的非線性分析, 梁在給定載荷下顯著的彎曲。,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-10,練習(xí)1: 剪切鎖定 .超彈性梁,7.查詢 Y 向位移結(jié)果 使用 GUI 菜單方法: Main Menu General Postproc Query Results

10、Subgrid Solu 選擇左側(cè) “DOF Solution”, 然后選擇右側(cè)的 “Translation UY” 點擊 OK 用拾取光標, 選擇梁頂部的任意一個節(jié)點。 提示: 3 種單元公式的最大 Y 向撓度結(jié)果如下: B-Bar : -11.75 URI : -13.45 增強應(yīng)變 : -12.73 這種情況下, 增強應(yīng)變方法提供最精確的解。注意 URI方法太軟, 而 B-Bar 方法在這種特殊情況下被鎖定。增加網(wǎng)格密度通常有利于URI 方法, 但一般無助于B-Bar中的剪切鎖定。,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-11,練習(xí)1: 剪切鎖定

11、.超彈性梁,8.檢查 von Mises 應(yīng)力結(jié)果. 使用 GUI 菜單方法: Main Menu General Postproc Plot Results -Contour Plot- Element Solu 選擇左側(cè) “Stress”, 然后選擇右側(cè)“von Mises SEQV” 點擊 OK 或命令輸入方法: PLESOL, S, EQV 提示: 3個單元公式的應(yīng)力結(jié)果如圖所示。因為撓度不同, 預(yù)計相應(yīng)的應(yīng)力結(jié)果也不同。 注意在一個單元內(nèi), B-Bar (上) 方法和增強應(yīng)變(下)方法的應(yīng)力結(jié)果不同。對 URI (中), 每個單元具有常應(yīng)力值， 由于 URI 每個低階單元有一個積分點, 這是期望的結(jié)果，因此 URI方法需要更細的網(wǎng)格密度來捕捉應(yīng)力梯度。,September 30, 2001 Inventory #001492 W1-12,練習(xí)1: 剪切鎖定 .超彈性梁,輸入文件 “ANL_W01_ShearLock.inp” 能在任何文本編輯器中打開。改變參數(shù) COMPLETE=1, 且改變參數(shù) MESHTHCK,