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芷行說往期內(nèi)容設(shè)計(jì)的內(nèi)容相對來說還是挺復(fù)雜的，每一個(gè)案例都可以深挖一下，案例復(fù)雜，比較專業(yè)性也就意味著只會(huì)對相對較少朋友有所幫助。因此，芷行決定，提高一下高度和視野，更新一些更實(shí)用的一些案例，當(dāng)然，類似往期比較專業(yè)的案例文章也會(huì)更新。

簡言之，本文主要講解了12種常見的非線性材料在ANSYS中定義和使用。文后給出了具體的使用命令流。這里以記憶合金為例子進(jìn)行一次單軸拉伸模擬，來求解記憶合金的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。

計(jì)算結(jié)果

模型建立

針對以下圖例所示模型，邊長L的正方形塊，約束左邊的X自由度和底部的Y自由度，在頂部施加均勻壓力載荷。這樣一個(gè)單軸拉伸模擬可以用平面單元建立，也可以用實(shí)體單元建立，區(qū)別不大。

材料參數(shù)

非線性材料的使用的關(guān)鍵是材料的定義，ANSYS中提供了多種非線性材料本構(gòu)模型，包括：各向異性超彈性材料模型、鑄鐵材料模型、塑性材料模型、復(fù)合材料模型、流體材料模型、泡沫材料模型、混泥土材料模型定義、粘塑性材料模型、粘彈性材料模型、內(nèi)聚力模型、多重彈性材料、壓電材料模型、形狀記憶合金材料模型、顯示彈簧阻尼材料模型、各向異性彈性矩陣定義、各項(xiàng)異性塑性材料模型、雙線性各向異性硬化模型、雙線性隨動(dòng)硬化模型、各向異性導(dǎo)電性模型、各向異性導(dǎo)磁性模型、各向異性電極化模型、墊片材料模型、蜂窩材料模型、超彈性材料模型、膨脹參數(shù)模型等，還有很多較復(fù)雜的材料本構(gòu)模型以及可以用戶自定義材料本構(gòu)模型。

以記憶合金為例子具體介紹，記憶合金材料的定義除了定義基本彈性模量參數(shù)和泊松比參數(shù)，關(guān)鍵是定義記憶合金的本構(gòu)關(guān)系。如圖給出記憶合金的本構(gòu)關(guān)系，因此記憶合金的使用，還需要定義圖中的幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。

此后，需要通過TBDATA指定記憶合金本構(gòu)關(guān)系中的幾何參數(shù)，依次為：

MP, EX, 1, 60.0E3               !* MPA
MP,NUXY, 1, 0.3
TB,SMA,1  !定義形狀記憶合金材料
TBDATA,1,520,600,300,200,0.07,0 !* SHAPE MEMORY ALLOY

求解設(shè)置

為通過單軸拉伸驗(yàn)證材料的本構(gòu)關(guān)系，即求出材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，求解設(shè)置中分為加載和卸載。

后處理

后處理主要提取材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系

附錄：12種非線性材料的定義與使用

（1）各向同性彈性：碳鋼

（2）正交各項(xiàng)異性彈性：鋁203

（3）各項(xiàng)異性彈性：鎘

（4）橡膠材料

（5）粘彈性：G-11玻璃

（6）雙線性各向同性塑性材料:鎳合金

（7）橫觀各向異性彈塑性：1010鋼

（8）隨動(dòng)塑性：1018鋼

（9）雙線性隨動(dòng)塑性：鈦合金

（10）應(yīng)變率相關(guān)塑性：4140鋼

MP,ex,1,209e9  ! Pa 
MP,nuxy,1,.29  ! No units 
MP,dens,1,7850  ! kg/m3 
TB,PLAW,,,,5   
TBDATA,1,1  ! LCID yield stress vs. strain rate (see first EDCURVE command below) 
TBDATA,2,22e5  ! Tangent modulus (Pa) TBDATA,3,2  ! LCID Elastic modulus vs. strain rate (see second EDCURVE command below) 
StrnRate(1) = 0,.08,.16,.4,1.0 
YldStres(1) = 207e6,250e6,275e6,290e6,300e6 
ElasMod(1) = 209e9,211e9,212e9,215e9,218e9 
EDCURVE,ADD,1,StrnRate(1),YldStres(1) 
EDCURVE,ADD,2,StrnRate(1),ElasMod(1)

（11）剛性材料：鋼

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