Диссертация (1025976), страница 17

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 17)

шаг циклаFITEM,2,31*IF, flag, EQ, 1, THENFITEM,2,-32!РешениеFITEM,2,35/SOLFITEM,2,-47/STATUS,SOLUFITEM,2,51SOLVEFITEM,2,54FINISHFITEM,2,56/POST1FITEM,2,59!Получение максимального напряженияFITEM,2,-81по z183ETABLE,sz,S,Z!*ESORT,ETAB,sz,0,0BFV,P51X,TEMP,TEMP*GET,max_sz,SORT,0,MAX!Выбрать верхние площадиmax_sz=max_sz/1000000FLST,5,8,5,ORDE,8!Получение максимального перемещенияFITEM,5,21по zFITEM,5,23ETABLE,UZ,U,ZFITEM,5,26ESORT,ETAB,UZ,0,0FITEM,5,32*GET,max_UZ,SORT,0,MAXFITEM,5,37max_UZ_e6=max_UZ*1000000FITEM,5,41!Запись в файлFITEM,5,76*CFOPEN,FITEM,5,80results_0107podborEm,txt,,APPENDASEL,S, , ,P51X*VWRITE, Epriv, max_sz, max_UZ_e6!Суммарная площадь верха('Em='F20.1,' max_sz='F10.4,'ASUM, DEFAULTmax_UZ_e6='F10.4)!Записать суммарную площадь верха*CFCLOS*GET, Aup, AREA, 0, AREA!Удаление сетки!Выбрать все/PREP7ALLSEL,ALLFLST,2,16,6,ORDE,4!Выбрать нижние площадиFITEM,2,1FLST,5,8,5,ORDE,8FITEM,2,-10FITEM,5,12FITEM,2,15FITEM,5,20FITEM,2,-20FITEM,5,24VCLEAR,P51XFITEM,5,-25*ENDDO !Конец циклаFITEM,5,36*ENDIF !Конец условного оператораFITEM,5,40flag=1FITEM,5,73!Нагружение объемов температуройFITEM,5,77FLST,2,16,6,ORDE,4ASEL,S, , ,P51XFITEM,2,1!Суммарная площадь низаFITEM,2,-10ASUM, DEFAULTFITEM,2,15!Записать суммарную площадь низаFITEM,2,-20*GET, Adown, AREA, 0, AREA184!Выбрать всеFITEM,2,5ALLSEL,ALLFITEM,2,11!Единичная растягивающая сила (черезFITEM,2,27давление) к верхуFITEM,2,44FLST,2,8,5,ORDE,8FITEM,2,63FITEM,2,21FITEM,2,69FITEM,2,23FITEM,2,72FITEM,2,26FITEM,2,79FITEM,2,32!*FITEM,2,37DA,P51X,UZ,FITEM,2,41FLST,2,4,5,ORDE,4FITEM,2,76FITEM,2,13FITEM,2,80FITEM,2,22!*FITEM,2,28SFA,P51X, ,PRES,-1/AupFITEM,2,35!Единичная растягивающая сила (через!*давление) к низуDA,P51X,UX,FLST,2,8,5,ORDE,8FLST,2,8,5,ORDE,8FITEM,2,12FITEM,2,4FITEM,2,20FITEM,2,10FITEM,2,24FITEM,2,15FITEM,2,-25FITEM,2,18FITEM,2,36FITEM,2,42FITEM,2,40FITEM,2,61FITEM,2,73FITEM,2,65FITEM,2,77FITEM,2,75!*!*SFA,P51X, ,PRES,-1/AdownDA,P51X,UY,!Закрепления!РешениеFLST,2,1,3,ORDE,1/SOLFITEM,2,27/STATUS,SOLU!*SOLVEDK,P51X, , , ,0,ALL, , , , , ,FINISHFLST,2,8,5,ORDE,8/POST1185!Получение максимального напряжения*CFOPEN,по zresults_0107podborEm,txt,,APPENDETABLE,sz,S,Z*VWRITE, Epriv, max_sz, max_UZ_e6ESORT,ETAB,sz,0,0('Em='F20.1,' max_sz='F10.4,'*GET,max_sz,SORT,0,MAXmax_UZ_e6='F10.4)max_sz=max_sz/1000000*CFCLOS!Удаление сетки!Получение максимального перемещения/PREP7по zFLST,2,16,6,ORDE,4ETABLE,UZ,U,ZFITEM,2,1ESORT,ETAB,UZ,0,0FITEM,2,-10*GET,max_UZ,SORT,0,MAXFITEM,2,15max_UZ_e6=max_UZ*1000000FITEM,2,-20VCLEAR,P51X!Запись в файл!КОНЕЦ ЦИКЛА*ENDDOП.2.

Особенности решения физически нелинейных задачВ данном разделе показано, как решаются нелинейные задачи впрограммном комплексе ANSYSП.2.1. ПластичностьБольшинство конструкционных материалов остается линейным допредела пропорциональности. Затем соотношение между напряжениями идеформациями становится нелинейным, но не обязательно неупругим.Пластичностьматериалапроявляетсяпослепревышенияпределатекучести.

В программе ANSYS предполагается, что эти два пределасовпадают.Пластичность представляет собой неконсервативный процесс, прикотором последовательность приложения нагрузок влияет на конечный186результат. Если предполагается пластический отклик системы, то нагрузкуследует прикладывать малыми шагами и использовать малые шаги решения. Накаждом шаге решения приращение пластических деформаций не должнопревышать 5 %.Процедура автоматического выбора шага уменьшает шаг нагруженияпосле завершения того шага, на котором выполнялось большое числоравновесных итераций или приращение пластических деформаций превышало5%.

Эта процедура не выбирает шаг в предположении пластического поведенияконструкции, это следует делать пользователю. По этой и другим причинамнеобходимо четко понимать, как ведет себя рассматриваемая система накаждом шаге нагружения. Однако, если шаг нагружения чрезмерно велик, топрограмма прибегнет к бисекции и повторит решение с уменьшенным шагом.Для описания пластического поведения материалаиспользуютсянесколько "встроенных" моделей:билинейное кинематическое упрочнение - предполагается, что надиаграмме s-e сумма напряжений разного знака в процессе нагрузкиразгрузки всегда равна удвоенной величине предела текучести, т.е.учитываетсяэффектупругопластическихБаушингера.задачсМодельмалымирекомендуетсядеформациямидляматериала,подчиняющегося условию текучести Мизеса (большинство металлов);полилинейноекинематическоеупрочнение-учитываетсяэффектБаушингера; модель не рекомендуется, как и первую, использовать прибольших упругопластических деформациях;полилинейное изотропное упрочнение - сочетание условия текучестиМизесасизотропнымрасширениемповерхностипластичности,рекомендуется для проведения анализа при больших деформациях,нецелесообразно использовать при циклическом и непропорциональномнагружении;187билинейное изотропное упрочнение - модель аналогична рассмотреннойвыше, но для представления кривой s-e используются только два линейныхотрезка;анизотропное поведение материала в разных направлениях, а также прирастяжении, сжатии и сдвиге; опция применима для задач о нагружениипредварительнодеформированных(например,припрокатке)металлических конструкций;модель Друкера-Прагера для гранулированных матералов (почва, камень,бетон), подчиняющихся теории прочности Мора.Теория пластичности дает возможность получить соотношения, которыеописывают упругопластический отклик материала.

В программе ANSYSреализованы три критерия, составляющих основу рассматриваемой теориипластичности:критерийтекучести,законтеченияиправило(закон)упрочнения.П.2.1.1 Критерий текучестиКритерий текучести определяет уровень напряжения, при которомначинается текучесть материала. Условие начала текучести позволяет свестимногокомпонентное напряженное состояние к функции отдельных егосоставляющих f({}), которую можно интерпретировать как эквивалентноенапряжение е:е = f ({}),где{} - вектор напряжения.(П.2.1)188При достижении эквивалентным напряжением предела текучестиматериала значения Tf ({}) = Т(П.2.2)в материале возникают пластические деформации.

При e < T материалостается упругим, а, следовательно, напряжения определяются упругимисоотношениями “ - ”. В этом случае эквивалентное напряжение не можетпревысить предел текучести материала, так как развивающиеся мгновеннопластические деформации снижают это напряжение до величины пределатекучести.Соотношение (П.2.2) для некоторых моделей пластического поведенияматериала, реализованных в программе ANSYS, может быть представлено впространстве напряжений так, как показано на Рис. П.2.1, приведенном ниже.Поверхности на рисунке известны как поверхности текучести; любыенапряжения внутри такой поверхности являются упругими, то естьвызывающими пластических деформаций.не189Рис.

П.2.1.Кривые “ - ” пластического поведения материала190П.2.2. Решение нелинейных задачДля получения отклика конструкции в программе ANSYS "фронтальныйрешатель" имеет дело с решением системы линейных уравнений. Однаконелинейное поведение конструкции нельзя непосредственно описать такойсистемой уравнений. Для решения нелинейных проблем требуется выполнитьряд последовательных линейных приближений с коррекцией.Использование метода Ньютона-РафсонаПри решении нелинейных задач используются выбор той или инойпрограммной реализации метода Ньютона-Рафсона, т.е. устанавливается опцияметода, определяющая, как часто в течение решения обновляется матрицакасательной жесткости.

Доступны четыре опции:автоматический выбор (по умолчанию) опций на основе имеющихся вмодели нелинейностей, при этом активизируется процедура адаптивногоспуска;полная процедура метода с обновлением матрицы жесткости на каждойравновесной итерации. Если опция адаптивного спуска отключена, то накаждой итерации используется матрица касательной жесткости; если эта опциивключена, то матрица будет использоваться до тех пор, пока итерационныйпроцесс остается устойчивым.

При обнаружении расхождения в сходимоститекущая итерация прерывается, и решение повторяется с использованиемкомбинациисекущейикасательнойжесткостей.Когдасходимостьвосстанавливается, то происходит возврат к использованию касательнойжесткости. Использование процедуры адаптивного спуска обычно расширяетвозможностипрограммынелинейных задач;получитьустойчивоерешениедлясложных191модифицированный метод Ньютона-Рафсона, в котором матрицакасательной жесткости обновляется на каждом шаге решения, но не меняетсяпри выполнении равновесных итераций.

Опция неприемлема при анализебольших деформаций; процедура адаптивного спуска недоступна.Использование начальной матрицы жесткости на каждой равновеснойитерации. Для получения сходимости требует большего числа итераций посравнению с полной процедурой метода. Опция неприемлема при анализебольших деформаций; процедура адаптивного спуска недоступна.Расчет упругопластической задачи проводится по тем же зависимостям,что и упругой. Основная разница в расчетах состоит в том, что при расчетеупругой задачи величина модуля упругости E известна до начала расчета(зависит от материала и температуры) и не меняется по ходу решения (задачарешается в области действия закона Гука).

В случае пластических деформаций- модуль упругости зависит еще от относительной деформации  , котораяперед расчетом остается неизвестной, поэтому решение упругопластическойзадачи производится методом последовательных приближений (итераций),используя кривую деформации материала (Рис. П.1.2).Рис.

П.2.2.Итерационное решение упругопластической задачи192Полученные при первом приближении и начальном заданном модулеупругостиE1значениянапряжения1подставляютсявкривуюдеформирования, проецированием получаем точку на кривой деформированияи проводим прямую через точку начала координат и полученную точку, второеприближение считается по тем же зависимостям исходя из условия: E  tg  2  .Расчет ведется до тех пор, пока относительная погрешность последующегорасчета не примет удовлетворительные значения (3-5% в зависимости от целейрасчета).Описанный метод расчета – метод переменных параметров упругости.Задача упругопластического деформирования конструкции являетсяфизически нелинейной, так как зависимость между напряжениями идеформациями нелинейна.

Задача решается методом последовательныхнагружений (метод упругих решений), на каждом этапе которого решаетсяупругая (линейная) задача с кусочно-переменным модулем упругости. Этотмодуль на каждом шаге нагружения корректируется по кривой напряжения –деформация, т.е.

Характеристики

Список файлов диссертации