ansys 彈性模量設(shè)置
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys 彈性模量設(shè)置的實例教程
/PREP7
*SET,ALPH,0.5
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a=100
c1=0.4988
c2=1-c1
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ET,1,PLANE42
KEYOPT,1,3,2
MP,EX,1,83.3
MP,PRXY,1,0.22
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,1,,ALPH
MPDATA,ALPY,1,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,1,,0
MP,EX,2,3.33
MP,PRXY,2,0.35
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,2,,ALPH
MPDATA,ALPY,2,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,2,,0
RECTNG,0,a,0,a,
PCIRC,r1, ,0,90,
AOVLAP,all
wpro,-45.000000,,
wpro,,,-90.000000
asbw,4
WPCSYS,-1,0
WPROTA,-45
CSWPLA,11,0,1,1,
CSYS,11
lsel,s,,,2,4
lsel,a,,,6
LESIZE,ALL, , ,11, ,1, , ,1,
lsel,s,,,10,11
lsel,a,,,1
LESIZE,ALL, , ,6, ,1, , ,1,
lsel,s,,,8,9
LESIZE,ALL, , ,22, ,1, , ,1,
allsel,
TYPE,1
MAT,1
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
amesh,3
TYPE,1
MAT,2
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
amesh,1,2
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形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產(chǎn)生殘余應(yīng)變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復(fù)（形狀記憶效應(yīng)）。偽彈性和形狀記憶效應(yīng)使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學(xué)和結(jié)構(gòu)工程等領(lǐng)域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標(biāo)
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應(yīng)的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1.
創(chuàng)建一種纖維材料，楊氏模量為18000MPa，泊松比為0.1；然后創(chuàng)建一種基體材料，楊氏模量為1800MPa，泊松比為0.35。
3. 在材料設(shè)計器中定義微觀結(jié)構(gòu)。選擇隨機單向纖維作為代表性體積元（RVE）。設(shè)置纖維體積分數(shù)為0.4，纖維直徑為50μm。創(chuàng)建幾何模型（圖1），并使用默認設(shè)置生成網(wǎng)格。
4. 創(chuàng)建一個恒定材料，并求解工程常數(shù)。工程常數(shù)匯總?cè)鐖D2所示。
設(shè)置單位系統(tǒng)為 (Kg, mm, s)。
2、定義材料屬性。除默認的結(jié)構(gòu)鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。粘彈性材料的復(fù)模量將在 Mechanical 中通過命令片段進行定義。
3、導(dǎo)入幾何體（見圖 1）。
圖 1 阻尼器幾何模型示意圖
4、模型設(shè)置：在頂面添加一個 30kg 的點質(zhì)量。創(chuàng)建一個遠程點，剛性約束頂面的運動。
· 常用方法：變密度法（SIMP - Solid Isotropic Material with Penalization），該方法將每個單元的密度作為設(shè)計變量，通過插值模型將其與材料彈性模量關(guān)聯(lián)，并通過懲罰因子迫使中間密度向0-1（孔洞-實體）兩極分化。
2. 柔度（Compliance）:
· 外力所做的功。柔度越小，結(jié)構(gòu)在該載荷下的剛度越大，抵抗變形的能力越強。
3.
本仿真使用流體靜壓單元對液壓千斤頂進行建模，并闡述體積模量的概念。實際應(yīng)用中，液壓千斤頂通常使用油作為液體，油的高體積模量使得加載過程中液體體積幾乎保持不變。
目標(biāo)
理解體積模量的影響
熟悉流體靜壓單元的使用
步驟
1. 打開 Ansys Workbench，創(chuàng)建一個"靜力結(jié)構(gòu)"分析。檢查單位設(shè)置。
2. 導(dǎo)入幾何模型（圖1）。
彈性模量（楊氏模量）是工程應(yīng)力應(yīng)變曲線屈服段的斜率，即應(yīng)力與應(yīng)變的比值。金屬材料通常為210000 MPa或20600 MPa，塑料材料約為2350 MPa。這一參數(shù)直接決定了結(jié)構(gòu)在彈性階段的剛度表現(xiàn)。
圖1 帶引伸計拉伸測試
泊松比是材料在單向受拉或受壓時，橫向正應(yīng)變與軸向正應(yīng)變的比值，用于反映材料的橫向變形特性。金屬材料泊松比通常取0.34，塑料材料約為0.39。
這些靜水壓流體單元通過 ANSYS Mechanical 中的命令流進行定義。
目標(biāo)
理解靜水壓流體單元建模的工作流程
熟悉理想氣體定律以及相應(yīng)的流體體積與壓力之間的關(guān)系
步驟
1. 打開 ANSYS Workbench，創(chuàng)建“靜力結(jié)構(gòu)”分析。檢查單位。為鞋體創(chuàng)建彈性材料。
2. 導(dǎo)入鞋底幾何模型（圖1）。
仿真中使用了超彈性材料和大變形設(shè)置。此示例還演示了如何應(yīng)用軸對稱分析來簡化仿真過程。
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基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
蠕變是在外載荷不變的情況下，為此需要設(shè)置兩個分析步：
Step1：載荷加載；
Step2：載荷保持不動，隨著時間增加，蠕變應(yīng)變累積，應(yīng)力重新分配。
效果驗證
設(shè)計一個簡單的拉伸案例用于蠕變效果的驗證：
(1) 模型截面：30mm×3.0mm，長度500mm。
(2) 彈性模量：基于試驗擬合的和溫度相關(guān)的關(guān)系式，定義在子程序中。
大致流程如下：
? 用戶需要創(chuàng)建膠層為獨立part；
? 正常設(shè)置各部件的材料和連接方式。膠層的材料：固化后的材料屬性，建立線彈性模型即可；
? 在named selection 中選擇需要分析的膠層part體；
? 插入command命令更改輸入?yún)?shù)，計算；
本文這里在command中定義膠層新材料時，只設(shè)定了膠層的彈性模量這一個參數(shù)隨溫度而變化。
