ansys超彈性分析練習(xí)十五

超彈性O(shè)型環(huán)練習(xí)15參考:培訓(xùn)手冊(cè)超彈性(6-60)練習(xí)8C:Ogden模型

超彈性O(shè)型環(huán)目的分析橡膠O型環(huán)的壓縮，這將包括兩個(gè)載荷步，首先將O型環(huán)壓縮其直徑的1/3,然后在外露面上施加壓力。目標(biāo)采用Ogden模型求解該問題。模型描述剛-柔接觸的二維軸對(duì)稱PLANE182September30,20011. 讀入輸入文件“ANL_W11_Oring.inp”

使用GUI菜單方法:UtilityMenu>File>ReadInputFrom…選擇文件“ANL_W11_Oring.inp”點(diǎn)擊[OK]

或命令輸入方法:/INPUT,ANL_W11_Oring,inp

提示:

這將讀入一個(gè)輸入文件,產(chǎn)生當(dāng)前練習(xí)的幾何體、載荷和邊界條件，得到一個(gè)由PLANE182單元和剛-柔接觸面組成的二維軸對(duì)稱模型。

當(dāng)前數(shù)據(jù)庫(kù)將被刪除,工作名改為“Exercise_11”。

圖形和其它設(shè)置將與這些幻燈片一致。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,2001 繼續(xù)進(jìn)行該練習(xí)前,也可檢查模型的網(wǎng)格和邊界條件,以便更熟悉它。 O型環(huán)是一個(gè)軸對(duì)稱PLANE182模型,具有幾乎不可壓縮的Ogden材料屬性。

定義三個(gè)剛-柔接觸對(duì)，在第一載荷步中,最外面的剛性目標(biāo)面的拖拉距離為直徑的1/3。

在第二載荷步中,在外露面施加一個(gè)20單位的壓力。剛性目標(biāo)面施加位移(載荷步1)施加壓力(載荷步2)練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,20012. 驗(yàn)證PLANE182的單元選項(xiàng)(4節(jié)點(diǎn)四邊形)

使用GUI菜單方法:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete…選擇“Type1PLANE182”點(diǎn)擊[Options]驗(yàn)證單元選項(xiàng),然后點(diǎn)擊[OK]選擇[Close]

或命令輸入方法:/PREP7ETLIST

提示:

單元類型1采用PLANE182單元，因?yàn)檫@是一個(gè)體積變形問題,所以采用缺省公式,即B-Bar方法。

采用幾乎不可壓縮超彈性材料屬性,所以不需要混合U-P公式。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,2001輸入Ogden模型參數(shù)使用GUI菜單方法:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels…選擇“Structural>Nonlinear>Elastic>Hyperelastic>Ogden>3terms”“mu_1”輸入“6.3”,“a_1”輸入“1.3”,“mu_2”輸入“0.012”,“a_2”輸入“5.0”,“mu_3”輸入“-0.1”,“a_3”輸入“-2.0”,“d_1”輸入“2e-4”。點(diǎn)擊[OK]選擇“Material>Exit”

或命令輸入方法:TB,HYPER,1,1,3,OGDENTBDATA,1,6.3,1.3TBDATA,3,0.012,5.0TBDATA,5,-0.1,-2.0TBDATA,7,2e-4

提示: Ogden模型需要mi

和ai(和di)系數(shù)對(duì)。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,20014. 求解第一載荷步

使用GUI菜單方法:MainMenu>Solution>-Solve-CurrentLS查看狀態(tài)窗口后,選擇“File>Close”關(guān)閉它點(diǎn)擊[OK]啟動(dòng)分析當(dāng)該材料可能變得不穩(wěn)定時(shí),得到一個(gè)警告提示，點(diǎn)擊[YES]繼續(xù)分析。當(dāng)求解結(jié)束后,不要離開求解器。

或命令輸入方法:/SOLUSOLVE

提示:

已由輸入文件指定求解選項(xiàng)，

注意右邊的/STATUS窗口顯示打開了非線性幾何效應(yīng),已指定子步初始數(shù),存儲(chǔ)所有子步的所有結(jié)果。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,2001

開始分析前,一個(gè)警告顯示材料可能不穩(wěn)定，如第六章E節(jié)所述,這是在求解六種典型應(yīng)力路徑的開始進(jìn)行的穩(wěn)定性檢測(cè)。

雖然該警告不能表明結(jié)果是無效的或求解不收斂,但如果求解發(fā)散它可提供有用的信息，基于輸出窗口/文件提供的信息,檢測(cè)載荷將有助于確定可能的發(fā)散原因。***WARNING***CP=2.266TIME=10:20:05Hyper-elasticmaterialmaybecomeunstable,materialnumber1attemperature0.Thenominal-strainlimitswherethematerialbecomesunstableare:UNIAXIALCOMPRESSION-0.714E+00EQUIBIAXIALTENSION0.249E+01EQUIBIAXIALCOMPRESSION-0.678E+00PLANARCOMPRESSION-0.712E+00練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)如該過程中出現(xiàn)下圖所示的對(duì)話框，直接點(diǎn)擊ok鍵September30,20015. 在外露面上施加壓力

使用GUI菜單方法:UtilityMenu>Plot>LinesMainMenu>Solution>-Loads-Apply>-Structural-Pressure>OnLines+如右圖所示選擇底部?jī)蓷l線,點(diǎn)擊[OK]“VALUELoadPRESvalue”輸入“20”,點(diǎn)擊[OK]

或命令輸入方法:LSEL,S,LINE,,10,13,3SFL,ALL,PRES,20ALLSEL,ALL

提示:

當(dāng)線上施加壓力載荷后,可看到一個(gè)警告,提示實(shí)體模型和有限元邊界條件都被施加給該模型，這是為了提供信息。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,20016. 求解第二載荷步

使用GUI菜單方法:MainMenu>Solution>-Solve-CurrentLS檢查狀態(tài)窗口后,選擇“File>Close”關(guān)閉它點(diǎn)擊[OK]啟動(dòng)分析

或命令輸入方法:SOLVE

提示: /STATUS窗口表明這是該分析的第二載荷步。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,20017. 檢查靜水壓力最終結(jié)果

使用GUI菜單方法:MainMenu>GeneralPostproc>

-ReadResults-LastSet該命令載入最終結(jié)果集MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>

-ContourPlot-ElementSolu…選擇左側(cè)“Stress”,然后選擇右側(cè)“HydrostPresHPRE”點(diǎn)擊[OK],畫出靜水壓力

或命令輸入方法:/POST1SET,LASTPLESOL,NL,HPRES

提示: O型環(huán)最終變形形狀如右圖所示,當(dāng)被剛性面壓縮后,O型環(huán)被施加壓力進(jìn)一步壓縮。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,2001練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)8. 列表顯示監(jiān)控文件內(nèi)容

使用GUI菜單方法：UtilityMenu>List>Files>Other…選擇監(jiān)控文件“Exercise_8C.mntr”該命令將使監(jiān)控文件內(nèi)容顯示

提示：

查看監(jiān)控文件顯示ANSYS必須等分求解的子步。在本例中，當(dāng)兩載荷步執(zhí)行等分時(shí)都有一對(duì)例子(檢索求解過程中的“單元扭曲”錯(cuò)誤信息，也是造成等分的原因)。

監(jiān)控文件也反映了迭代總時(shí)間和CPU時(shí)間，對(duì)本模型，大約有共278次迭代，花費(fèi)141秒（CPU時(shí)間將改變，和硬件有關(guān))。September30,2001練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)

檢查材料是近似不可壓縮，根據(jù)材料輸入(step3),，能決定起始剪切和總體模數(shù)：

初始總體模數(shù)超過初始剪切模數(shù)的2,000倍。

因?yàn)榭傮w模數(shù)和剪切模數(shù)的大比率，會(huì)造成一些求解過程的數(shù)值困難，可以回到模型采用混合u-P方式查看是否有助于這種情況下求解的收斂。September30,2001練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)9. 改變單元類型為Mixedu-P

使用GUI菜單方法：MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete選擇“Type1PLANE182”點(diǎn)擊[Options]改變“Elementformulation”為“MixedU/P”點(diǎn)擊[OK]點(diǎn)擊[Close]

或命令輸入方法：/PREP7KEYOPT,1,6,1September30,2001練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)10. 刪除施加在線上的壓力

使用GUI菜單方法：UtilityMenu>Plot>LinesMainMenu>Solution>DefineLoads>Apply

>Structural>Pressure>OnLines選擇如右提示的兩線底部點(diǎn)擊[OK]

或命令輸入方法：/SOLULSEL,S,LINE,,10,13,3SFLDELE,ALL,PRESLSEL,ALL

提示：

施加在前面載荷步2中的壓力需要?jiǎng)h除，因?yàn)榉治鰪拈_始再次執(zhí)行。

使用APDL宏將使按照多載荷順序求解模型更加容易。September30,200111. 再-求解第一載荷步

使用GUI菜單方法：MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS查看狀態(tài)窗口，選擇“File>Close”關(guān)閉開始分析，點(diǎn)擊[OK]求解完成后不要離開求解器

或命令輸入方法：SOLVE

提示：

加載順序是O型圈被剛性外表面壓縮。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,200112. 在外露面上施加壓力

使用GUI菜單方法:UtilityMenu>Plot>LinesMainMenu>Solution>DefineLoads>Apply

>Structural>Pressure>OnLines如右圖所示選擇底部?jī)蓷l線，點(diǎn)擊[OK]“VALUELoadPRESvalue”輸入“20”并點(diǎn)擊[OK]

或命令輸入方法：LSEL,S,LINE,,10,13,3SFL,ALL,PRES,20ALLSEL,ALL練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,200113. 再求解第二載荷步

使用GUI菜單方法:MainMenu>Solution>Solve>CurrentLS檢查狀態(tài)窗口后,選擇“File>Close”關(guān)閉它點(diǎn)擊[OK]啟動(dòng)分析或命令輸入方法：

SOLVE

提示: /STATUS窗口表明這是該分析的第二載荷步。練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)September30,2001練習(xí)8C:Ogden模型

…超彈性O(shè)型環(huán)14. 列表顯示監(jiān)控文件內(nèi)容

使用GUI菜單方法：UtilityMenu>Lis