非線性分析實例GUI操作方法

1、8.13.非線性分析實例（GUI操作方法）這個實例運行的是在靜載和循環(huán)點載荷的情況下，對彈塑性圓板的非線性分析。你可以自定義一條塑性隨動曲線和載荷步的相關(guān)選項，包括載荷步數(shù)的最大值和最小值，以及施加的外部載荷值。在這個過程中，你可以學(xué)習(xí)到如何去解讀，程序再寫入非線性分析過程中產(chǎn)生的監(jiān)控文件。該程序使用增量求解過程來得到非線性分析的解，在這個例子中，外部總載荷的施加，是通過載荷步中的載荷子步數(shù)依次增加來實現(xiàn)的。該過程采用牛頓-拉普斯迭代過程來求解每一個子步。過程中，你必須為每個載荷步指定載荷子步數(shù)，因為載荷子步數(shù)，是用來控制應(yīng)用于每個載荷步中第一個子步初始載荷增量大小的。此外，該程序可以在一個載

2、荷步中，為每一個子步自動決定載荷增量的大小。當(dāng)然，你可以指定載荷步的最大值和最小值，來控制這些子步中載荷增量的大小。如果你定義了載荷子步數(shù)，這些子步數(shù)的最大號和最小號都是一樣的。而且在載荷步中，程序會用一個恒定的值來作為每個子步的載荷增量。1 問題描述 用平面4節(jié)點182單元來建立圓板的軸對稱模型，并且設(shè)置它的軸對稱選項來為模型劃分網(wǎng)格。選擇幾何分線性分析。并且制定如下的運動約束：固定住圓盤中心節(jié)點，使它的徑向位移為0。使位移圓盤外邊緣的節(jié)點具有零徑向位移和零軸向位移。在第一個載荷步中施加靜載，在隨后的6個載荷步中施加循環(huán)點載荷。請看問題的描述。 為第一個載荷步指定十個載荷子步，以保證施加在第

3、一個子步的靜載增量為總載荷0.125 N/m2的十分之一。同樣，還要指定載荷子步數(shù)的最大值為50，最小值為5，以確保，如果圓板在求解過程中出現(xiàn)嚴(yán)重的非線性行為，那么載荷的增量就會減小到總載荷的1/50。如果圓板的非線性行為一般，那么載荷的增量就可以提高到總載荷的1/5。 對于接下來的6個載荷步，都施加循環(huán)載荷，都運用4個載荷子步，設(shè)置子步數(shù)的最大值為25，最小值為2。 顯示在整個求解過程中，施加循環(huán)載荷位置的節(jié)點，在垂直方向上位移，以及位于底部，固定邊緣節(jié)點的反作用力 。2. 問題說明圓板的半徑為1m厚度為0.1m。下面是一些應(yīng)用于此問題的材料參數(shù)： EX = 16911.23 PaPRXY

4、= 0.3 材料的塑性隨動硬化曲線為： 施加在圓板的靜載為單位面積壓力0.125N/m2。施加在點上循環(huán)載荷歷史如下面所示： 圖8.17 點的循環(huán)載荷歷史3. 問題的描述 3.1設(shè)置分析標(biāo)題和工作名字 1 選擇菜單路徑設(shè)置標(biāo)題 2 寫入標(biāo)題"Cyclic loading of a fixed circular plate-20114541." 3 點擊OK 4 選著路徑設(shè)置工作名稱。出現(xiàn)改變工作名稱對話框。 5 對話框中輸入 “axplate-20114541”然后點擊OK。3.2 定義單元類型1 選擇主菜單路徑Main Menu> Preprocessor>

5、Element Type>Add/Edit/Delete. 2 點擊Add，彈出單元類型庫。3 在左邊的列表中，點擊“Structure Solid”4 在右邊的列表中，點擊“Quad 4node 182”5 點擊Ok 。關(guān)閉單元類型庫對話框。6 點擊Option。彈出Plane82單元類型選項對話框。7 在單元屬性的滾動框中，滾動到"Axisymmetric"，然后選擇。8 點擊OK。9 點擊Close 關(guān)閉單元類型對話框。3.3 定義材料屬性1 選著主菜單路徑Main Menu> Preprocessor> Material Props>Mate

6、rial Models.彈 出定義材料模型屬性的對話框。2 在材料模型的可用窗口中，依次雙擊如下選項圖表：Structural, Linear, Elastic, Isotropic. 這時彈出一個對話框。3 輸入16911.23 作為楊氏模量EX4 輸入0.3作為泊松比PRXY5 點擊Ok。編號為1的材料模型出現(xiàn)在材料模型定義框的左邊。3.4 指定隨動硬化材料模型（KINH）1 在材料模型的可選窗口中，依次雙擊如下選項：Nonlinear, Inelastic, Rate Independent, Kinematic Hardening Plasticity, von Mises Plast

7、icity, Multilinear (General).隨后彈出一個對話框。2 在表中輸入如下的應(yīng)變應(yīng)力值：0.001123514,19.003 點擊 Add Point按鈕，然后輸入下一對應(yīng)變應(yīng)力值：0.001865643, 22.804 重復(fù)前一步依次輸入如下的應(yīng)力應(yīng)變值：0.002562402, 25.08; 0.004471788, 29.07; 0.006422389, 31.73.5 點擊Ok6 選擇主菜單路徑Material> Exit來退出材料模型屬性對話框3.5 設(shè)置繪圖軸的標(biāo)簽和繪制數(shù)據(jù)表1 選擇主菜單路徑Utility Menu> PlotCtrls>

8、 Style> Graphs> Modify Axes. 彈出繪圖坐標(biāo)軸修改的對話框。2 鍵入Total Strain 作為x軸的標(biāo)簽。3 鍵入True Stress 作為y軸的標(biāo)簽然后點擊Ok。4 選擇主菜單路徑Main Menu> Preprocessor> Material Props>Material Models.彈出定義材料行為的對話框。5 在材料模型的對話框中，雙擊編號為1的材料模型，然后選擇多線性隨動硬化（General），然后彈出一個對話框，包括前面輸入的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。6 點擊Graph按鈕，在圖形窗口中會出現(xiàn)一條由表中數(shù)據(jù)所描繪的圖形。7 選擇

9、主菜單路徑Material> Exit來退出材料模型屬性對話框8 點擊工具條上的SAVE_DB on the Toolbar3.6 創(chuàng)建矩形1 選擇主菜單路徑Utility Menu> Parameters> Scalar Parameters.2 在可選區(qū)域輸入"radius=0.1"然后點擊Accept.這個值為圓板的半徑，點擊Close。3在可選區(qū)域輸入"thick=0.1"然后點擊Accept.這個值為圓板的厚度，點擊Close。4 選擇主菜單路徑Main Menu> Preprocessor> Modeling&g

10、t; Create>Areas> Rectangle> By Dimensions.彈出通過尺寸創(chuàng)建矩形的對話框。5 在x坐標(biāo)輸入"0, radius"6 在y坐標(biāo)輸入"0, thick"，然后點擊Ok。就會在圖形窗口中創(chuàng)建個矩形7選擇主菜單路徑Utility Menu> Plot> Lines.3.7設(shè)置單元尺寸1選擇主菜單路徑Main Menu> Preprocessor> Meshing>MeshTool.彈出網(wǎng)格控制對話框2點擊Size Controls> Lines> Set.彈出線上

11、單元尺寸的選擇菜單。點擊兩條相互垂直的線（2和4），在選擇菜單中點擊Ok，然后彈出對線的單元尺寸設(shè)置的對話框。3 輸入8作為單元劃分的分?jǐn)?shù)，然后點擊Ok4重復(fù)1-3步，但是選擇的是水平直線1和3，以及指定單元劃分的分?jǐn)?shù)為40。3.8 矩形的網(wǎng)格劃分1在網(wǎng)格劃分工具中，選擇Quad 和 Map點擊MESH.，彈出面的選擇菜單。2 點擊Pick all3 點擊工具條中的on SAVE_DB4 點擊Close關(guān)閉網(wǎng)格劃分工具條3.9 設(shè)置分析和載荷步選項1 選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Unabridged Menu>Analysis Type> A

12、nalysis Options彈出一個靜態(tài)或者穩(wěn)態(tài)分析對話框2 切換到large-deformation effects ON然后點擊Ok3選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Load Step Opts>Output Ctrls> DB/Results File.彈出控制數(shù)據(jù)和結(jié)果文件寫入的對話框。4確認(rèn)每一個項目都被選中，然后選每一個子步來作為文件的寫入。點擊Ok3.10 顯示位移在這個步驟中，需要顯示位于對稱軸上節(jié)點的位移，以及固定圓板末端的反作用力。 1 選擇主菜單路徑Utility Menu> Parameters> Scala

13、r Parameters.彈出標(biāo)量參數(shù)對話框2 在可選區(qū)域輸入"ntop = node(0,thick,0.0)"，然后點擊Accept3在可選區(qū)域輸入"nright = node(radius,0.0,0.0)"然后點擊Accept點擊Close。4 選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Load Step Opts>Nonlinear> Monitor，彈出選擇顯示菜單5 在選擇框中輸入"ntop"然后點擊RETURN。點擊選擇菜單中的Ok。彈出顯示對話框。6在滾動框中選擇需要顯示的對象，

14、滾動到UY然后選擇。點擊Ok7選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Load Step Opts>Nonlinear> Monitor.彈出選擇顯示的對話框8 在選擇框中輸入"nright"然后點擊RETURN。點擊選擇菜單中的Ok。彈出顯示對話框。9 在滾動框中重定義變量，滾動到"Variable 2"然后選擇，在滾動框中選擇需要顯示的對象，滾動到FY然后選擇。點擊Ok3.11 設(shè)置約束1 選擇主菜單路徑Utility Menu> Select> Entities彈出實體選擇對話框2 在前兩個選擇框

15、中選擇Node和By Location，確認(rèn)x坐標(biāo)被選擇，然后在Min, Max 區(qū)域中輸入"radius"點擊Ok3選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Define Loads> Apply>Structural> Displacement> On Nodes在彈出的節(jié)點的選擇菜單中選擇U，ROT4 點擊All。在節(jié)點對話框中應(yīng)用U,ROT5 點擊"All DOF"來約束自由度。點擊Ok6選擇主菜單路徑Utility Menu> Select> Entities.彈出實體選擇對話框。確

16、認(rèn)Nodes, By Location, and X coordinates 被選擇。然后在Min, Max 區(qū)域中輸入0，然后點擊Ok。這個過程用來選擇X=0位置的節(jié)點。7選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Define Loads> Apply>Structural> Displacement> On Nodes。在彈出節(jié)點的選擇菜單中選擇U，ROT8 選擇All。在節(jié)點對話框中應(yīng)用U,ROT9 點擊"UX"來約束自由度。點擊All DOF度來取消選擇它。10 輸入0 作為位移值。點擊Ok11選擇主菜單路徑Util

17、ity Menu> Select> Entities.彈出實體選擇對話框確認(rèn)Nodes 和By Location被選擇12 點擊Y坐標(biāo)，在Min, Max區(qū)域中輸入“thick”點擊OK13選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Define Loads> Apply>Structural> Pressure> On Nodes在節(jié)點選擇菜單中選擇PRES14點擊All。彈出Apply PRES on nodes對話框15在Load PRES區(qū)域中輸入0.125，然后點擊OK16選擇主菜單路徑Utility Menu> Se

18、lect> Everything.17 點擊工具條上的SAVE_DB3.12 求解第一個載荷步1 選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Load Step Opts>Time/Frequenc> Time and Substps彈出時間載荷步對話框2輸入10 作為載荷步數(shù)，輸入50作為最大載荷子步數(shù)，以及輸入5作為最小子步數(shù)。點擊Ok3選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Solve> Current LS.預(yù)覽狀態(tài)窗口的信息然后點擊Close4 在求解當(dāng)前載荷步對話框中點擊Ok5 當(dāng)求解完成后，在彈出的信息對

19、話框中點擊Close。6 選擇Utility Menu> Plot> Elements.3.13 求解接下來的六個載荷步1選擇Utility Menu> Parameters> Scalar Parameters.彈出標(biāo)量參數(shù)對話框2在可選區(qū)域輸入"f = 0.010"點擊Accept.點擊Close3 選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Load Step Opts>Time/Frequenc> Time and Substps.彈出時間載荷步對話框4 設(shè)置載荷數(shù)為4，設(shè)置25作為最大載荷子步數(shù)，設(shè)置2作

20、為最小子步數(shù)。點擊Ok5選擇主菜單路徑Main Menu> Solution> Define Loads> Apply>Structural> Force/Moment> On Nodes在節(jié)點選擇菜單中應(yīng)用F/M6在選擇區(qū)域內(nèi)輸入"ntop"然后點擊RETURN，在節(jié)點選擇菜單中的應(yīng)用F/M，彈出Apply F/M節(jié)點對話框。7在force/mom方向選擇框中選擇“FY”在Force/moment 區(qū)域中輸入“-f”,點擊Ok8選擇主菜單Main Menu> Solution> Solve> Current LS.預(yù)覽

21、狀態(tài)窗口中信息，然后點擊Close9 在求解當(dāng)前載荷步對話框點擊Ok10 當(dāng)求解完成的時候，點擊信息框中的Close11 重復(fù)5-10步，在第7步中Force/moment中輸入“f”12重復(fù)5-11步，超過兩次，總共三個周期（6個載荷子步）13 點擊工具條上的SAVE_DB3.14 預(yù)覽顯示文件1 選擇主菜單路徑Utility Menu> List> Files> Other。彈出文件列表框。選擇axplate-20114541.mntr文件，然后點擊OK2 預(yù)覽時間步的大小，確認(rèn)位移，以及反作用力在整個求解過程中進(jìn)程。3 點擊Close3.15 利用通用后處理器來顯示結(jié)果

22、1選擇主菜單路徑Main Menu> General Postproc> Read Results>Last Set2 選擇主菜單路徑Main Menu> General Postproc> Plot Results>Deformed Shape.彈出變形顯示對話框3點擊Def + undef edge作為顯示的內(nèi)容，點擊Ok。圖形窗口中出現(xiàn)變形的網(wǎng)格。4選擇主菜單路徑Main Menu> General Postproc> Plot Results>Contour Plot> Element Solu彈出描繪單元求解數(shù)據(jù)對話框。5在

23、選擇框的左邊，選擇Strain-plastic.。在選擇框的右邊選擇Eqv plastic EPEQ，點擊Ok。在圖形窗口中顯示出云圖。6選擇Utility Menu> Plot> Elements.3.16 定義時間后處理器變量1 選擇主菜單路徑Utility Menu> Select> Entities彈出實體選擇對話框2確認(rèn)在前兩個框里選中Nodes 和By Num/Pick，點擊Ok。彈出節(jié)點選擇菜單3 在選擇框中輸入"ntop"點擊RETURN。點擊Ok4選擇主菜單路徑Utility Menu> Select> Entities

24、彈出實體選擇對話框在第一個下拉框中輸入Element，在第二個下拉框中選擇Attach。確認(rèn)Node被選擇。點擊Ok5 選擇Utility Menu> Select> Everything.6 選擇Main Menu> TimeHist Postpro> Define Variables.彈出定義時間歷程變量的對話框，點擊ok ,彈出時間歷程變量對話框7點擊Element results.，點擊Ok。彈出定義單元數(shù)據(jù)對話框8選擇圖形框中左上方的單元。在選擇菜單中點擊Ok。彈出定義節(jié)點數(shù)據(jù)的對話框9選擇左上方單元的左上方節(jié)點。在選擇菜單中點擊Ok。彈出定義單元結(jié)果變量的對話框10確認(rèn)量的參考序號為211在左邊的列表中選擇Stress，在右邊列表中選擇Y-direction SY點擊Ok。彈出時間歷程變量對話框，選擇變量列表中的(ESOL)