ANSYS非线形分析指 几何非线形分析 几何非线性分析 随着位移增长,一个有限单元已移动的坐标可以以多种方式改变结构的刚度。一般来 说这类问题总是是非线性的,需要进行迭代获得一个有效的解。 大应变效应 个结构的总刚度依赖于它的组成部件(单元)的方向和单刚。当一个单元的结点经历 位移后,那个单元对总体结构刚度的贡献可以以两种方式改变变。首先,如果这个单元的形 状改变,它的单元刚度将改变。(看图2-1(a)。其次,如果这个单元的取向改变,它的局 部刚度转化到全局部件的变换也将改变。(看图2-1(b)。小的变形和小的应变分析假定 位移小到足够使所得到的刚度改变无足轻重。这种刚度不变假定意味着使用基于最初几何 形状的结构刚度的一次迭代足以计算出小变形分析中的位移。(什么时候使用“小”变形和 应变依赖于特定分析中要求的精度等级 相反,大应变分析说明由单元的形状和取向改变导致的刚度改变。因为刚度受位移影 响,且反之亦然,所以在大应变分析中需要迭代求解来得到正确的位移。通过发出 NLGEOM ON(GUI路径 Main menu>solution> Analysis Options),来激活大应变效应。这效应改变单 元的形状和取向,且还随单元转动表面载荷。(集中载荷和惯性载荷保持它们最初的方向。) 在大多数实体单元(包括所有的大应变和超弹性单元),以及部分的壳单元中大应变特性是 可用的。在 ANSYS/ Linear plus程序中大应变效应是不可用的 (a)大应变能影响局部〔单元〕刚度 rotation (b)大转动能影响单元刚度对总体刚度的贡献 图1-11大应变和大转动 大应变处理对一个单元经历的总旋度或应变没有理论限制。(某些 ANSYS单元类型将 受到总应变的实际限制——参看下面。)然而,应限制应变增量以保持精度。因此,总载荷 应当被分成几个较小的步,这可以( NSUBST, DELTIM, AUTOTS),通过GUI路径Main Menu>Solution>Time/ Frequent)。无论何时当系统是非保守系统,来自动实现如在模型中有 塑性或摩擦,或者有多个大位移解存在,如具有突然转换现象,使用小的载荷増量具有双重 重要性 关于大应变的特殊建模讨论 应力一应变 在大应变求解中,所有应力一应变输入和结果将依据真实应力和真实(或对数)应变。 (一维时,真实应变将表求为 对于响应的小应变区,真实应变和工程应变基本上 是一致的。)要从小工程应变转换成对数应变,使用 要从工程应力转换成真实应力, 使用 。(这种应力)转化反对不可压缩塑性应力一应变数据是有效的。) 为了得到可接受的结果,对真实应变超过50%的塑性分析,应使用大应变单元 第1页ANSYS非线形分析指南 几何非线形分析 第1页 几何非线性分析 随着位移增长，一个有限单元已移动的坐标可以以多种方式改变结构的刚度。一般来 说这类问题总是是非线性的，需要进行迭代获得一个有效的解。 大应变效应 一个结构的总刚度依赖于它的组成部件（单元）的方向和单刚。当一个单元的结点经历 位移后，那个单元对总体结构刚度的贡献可以以两种方式改变变。首先，如果这个单元的形 状改变，它的单元刚度将改变。（看图 2─1(a)）。其次，如果这个单元的取向改变，它的局 部刚度转化到全局部件的变换也将改变。（看图 2─1（b)）。小的变形和小的应变分析假定 位移小到 足够使所得到的刚度改变无足轻重。这种刚度不变假定意味着使用基于最初几何 形状的结构刚度的一次迭代足以计算出小变形分析中的位移。（什么时候使用“小”变形和 应变依赖于特定分析中要求的精度等级。 相反，大应变分析说明由单元的形状和取向改变导致的刚度改变。因为刚度受位移影 响，且反之亦然，所以在大应变分析中需要迭代求解来得到正确的位移。通过发出 NLGEOM， ON（GUI 路径 Main Menu>Solution>Analysis Options)，来激活 大应变效应。这效应改变单 元的形状和取向，且还随单元转动表面载荷。（集中载荷和惯性载荷保持它们最初的方向。） 在大多数实体单元（包括所有的大应变和超弹性单元），以及部分的壳单元中大应变特性是 可用的。在 ANSYS/Linear Plus 程序中大应变效应是不可用的。 图 1─11 大应变和大转动 大应变处理对一个单元经历的总旋度或应变没有理论限制。（某些 ANSYS 单元类型将 受到总应变的实际限制──参看下面。）然而，应限制应变增量以保持精度。 因此，总载荷 应当被分成几个较小的步，这可以〔NSUBST，DELTIM，AUTOTS〕，通过 GUI 路径 Main Menu>Solution>Time/Prequent)。无论何时当系统是非保守系统，来自动实现如在模型中有 塑性或摩擦，或者有多个大位移解存在，如具有突然转换现象，使用小的载荷增量具有双重 重要性。 关于大应变的特殊建模讨论 应力─应变 在大应变求解中，所有应 力─应变输入和结果将依据真实应力和真实（或对数）应变。 （一维时，真实应变将表求为 。 对于响应的小应变区，真实应变和工程应变基本上 是一致的。）要从小工程应变转换成对数应变，使用 。要从工程应力转换成真实应力， 使用 。（这种应力）转化反对不可压缩塑性应力─应变数据是有效的。） 为了得到可接受的结果，对真实应变超过 50%的塑性分析，应使用大应变单元