ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第2篇

基于《ANSYS與ABAQUS比較之實例3---矩形截面簡支梁的彈塑性分析--第1篇》的問題和分析思想,本篇將使用ANSYS Workbench進行建模分析。

1.分析步驟

(1)創建靜力學分析,并設置分析類型為2D分析

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(2)設置材料屬性,設置彈性模量為2e11Pa,泊松比為0.3,設置塑性行為,選擇塑性為雙線性等向強化模型,設置屈服強度為380MPa,切線模量為0,也就是理想的彈塑性模型材料。

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(3)創建幾何模型,創建一個 2m x 0.2m 的長方形。

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(4)賦予塑性材料屬性。

(5)劃分網格,設置網格尺寸為0.05m。

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(6)施加位移邊界,約束左下角點的x,y方向位移和約束右下角點的y方向位移。

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(7)施加載荷邊界,在上面的線上施加豎直向下的均布載荷,大小為8MPa。

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(8)保持默認的求解算法設置,進行求解。

這時,我們發現求解并不收斂,查看求解信息,我們可以看到,由于47號節點在UY的位移值為4033815.42m,該值大于軟件設置的最大位移上限值,提示我們檢查約束設置,可能是產生了剛性位移。然而對于這個問題來說,并不是約束不足而產生的剛性位移,而最大可能就是材料非線性的求解算法問題,但是在ANSYS中修改其他算法,皆無法求解收斂。下面將修改壓力值看看是否收斂。

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(9)減少均布壓力值為6MPa,再次進行求解,這時我們發現,這次是可以求解收斂。

查看等效應力,最大值為410.47MPa。

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查看等效應變。
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2.結論
(1)在理想的彈塑性材料模型下,當施加的載荷過大時,ANSYS求解很難收斂,而ABAQUS求解容易收斂。

(2)在查看米塞斯應力時,ANSYS中最大的米塞斯應力值大于設置的屈服強度值,而在ABAQUS中最大的米塞斯應力值剛好等于設置屈服強度值,這說明二者在危險點所采用應力準則可能是不一樣的,就是說,ANSYS是否是用危險點的最大正應力在與屈服應力比較,而ABAQUS則是用危險點的米塞斯應力與屈服應力在比較。


從這個實例看出,ANSYS在材料非線性求解算法方面確實沒有ABAQUS算法好,當然,有可能是本人(宋老師學生)水平有限,并沒有在ANSYS中找到合適的方法來求解收斂,這里歡迎各位CAE朋友多多指教,謝謝!

來源:宋博士的博客,版權歸作者所有。

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