ansys塑性極限分析的案例
基于ANSYS Workbench 仿真分析液壓閥塊內部油路極限壁厚
為得出不同材質的液壓閥塊在極限壓力 42 MPa 的條件下的極限壁厚，針對液壓閥塊內部進行有限元分析，通過 PROE 三維繪圖軟件進行三維建模，導入有限元分析軟件 ANSYS Workbench 中，通過對液壓閥塊和內部管路賦予一定的材料屬性和施加一定的邊界條件、載荷約束等，得出不同材質的液壓閥塊在極限壓力 42 MPa 的條件下的極限壁厚。本次研究為液壓閥塊在極限壓力 42 MPa 的條件下選擇何種材質提供了一定的理論依據(jù)，并為液壓閥塊設計過程中液壓閥塊內部油路間的壁厚間隙選擇提供了一定的技術保障。
關鍵詞：ANSYS Workbench；液壓閥塊；極限壁厚
引言
在液壓系統(tǒng)設計過程中，液壓閥塊作為連接液壓閥（包括板式閥和插裝閥）與液壓系統(tǒng)的重要載體，其重要性不言而喻。現(xiàn)代液壓系統(tǒng)隨著主機設備的進步而日趨復雜，實際工程中許多液壓回路的閥塊都需要自行設計，而液壓閥塊設計的合理與否，對液壓系統(tǒng)的制造、安裝乃至工作性能都有著很大的影響[1]。
液壓閥塊常見的材質有：球墨鑄鐵、Q235-A 鋼、35# 鋼鍛件、45# 鋼鍛件、鋁合金、銅、不銹鋼等。在實際使用過程中怎樣選擇液壓閥塊的材質是一個重要的問題，選擇液壓閥塊材質需要考慮的因素有很多，我們以最常規(guī)的必要條件“承壓大小”進行分析：一般情況下，在不大于 21 MPa 的中低壓條件下可以選擇鋁合金作為液壓閥塊材質，在不大于 42 MPa 的條件下可以選擇 45# 鋼或球墨鑄鐵為液壓閥塊材質。
我們知道鋁的密度為 2.75 g/cm3，45# 鋼的密度為7.85 g/cm3，同體積的 45# 鋼的重量約為鋁重量的 2.9倍。
展開 ANSYS彈塑性空間曲梁分析算例
Example for a curved elasto-plastic spacial beam with ANSYS
! By Lu Xinzheng, Depart. Civil Engineering,
! Tsinghua University, Beijing
! 陸新征，清華大學土木系
! Aug. 2005
R1=5 ! internal radius of the beam
R2=6 ! external radius of the beam
Thick=0.5 ! Thickness of the beam
Fy=200e6 ! Yield strength of concrete
P=1e5 ! Value of pressure load
/prep7
! Define the Element
! 定義單元
ET, 1, Solid45
! Define Material 定義材料
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
MPDATA,EX,1,,200e9
MPDATA,PRXY,1,,.3
TB,BISO,1,1,2,
TBTEMP,0
TBDATA,,Fy,2e9,,,,
! Setup the model
k,1,0,0,0
k,2,0,-R1,
k,3,R1,0
k,4,0,-R2
k,5,R2,0
LARC,2,3,1,R1
LARC,4,5,1,R2
l,2,4
l,3,5
al,1,2,3,4
VEXT,1, , ,0,0,Thick,,,,
! Set the element size
esize,thick/5
vmesh,all
/solu
DA,6,all
!
展開 如何理解ANSYS彈塑性分析中的強化模型
昨天在整理文檔的時候，發(fā)現(xiàn)很早以前有朋友和我探討ANSYS中強化模型的意義問題，當時我先把問題存在有道云筆記里，待有空的時候琢磨琢磨，結果后來竟然給忘記了，實在是不靠譜啊！那么既然如此，今天就把這個問題重新拿出來，聊一聊，不足的地方，還望各位同行補充。
先來回顧一些概念
什么時候才需要做彈塑性分析呢？線彈性分析階段就是應力和應變成正比唄，即應力=應變*彈性模量，卸載以后一切恢復原狀。一旦在達到材料的彈性極限后，繼續(xù)加載，使材料進入塑性階段，此時再卸載就無法恢復原狀。
那么在這個過程當中，構件產(chǎn)生的總應變就可以分為彈性應變和塑性應變兩部分，彈性應變依然和應力存在正比的關系，關鍵就是如何建立起來塑性應變與由此產(chǎn)生的應力之間的關系呢？這就需要引入塑性模型( Plasticity Models)了。
影響塑性應變的因素有很多，如加載歷史(這就是為什么彈塑性分析要涉及到荷載步了)、溫度、應力、應變率，以及一些內部因素，如材料的屈服強度、損傷等。
那么，塑性模型如何來描述塑性發(fā)展的過程呢？ANSYS用三個準則來解決這個問題：
屈服準則：加載過程中，一旦材料的等效應力超過屈服應力，程序判定進入塑性狀態(tài)，這是解決一個從彈性到塑性的過渡點問題；
流動準則：當構件發(fā)生塑性應變時，流動準則定義了應變方向，也就是說，流動準則可以描述在達到屈服后，在每一個荷載增量的作用下，塑性應變的各個分量是如何發(fā)展的；
強化準則：描述了初始屈服準則隨著塑性應變的增加是怎樣發(fā)展的。
關于“強化”，得多說幾句，當材料經(jīng)過屈服階段的塑性變形后，卸載，再加載到屈服，新的屈服點要比原屈服點高一些。那第一次屈服點就對應著“初始屈服準則”，每一次的屈服都比上一次高一點，這個發(fā)展的過程就是強化。
展開 ANSYS workbench顯示動力學分析如何確定是否發(fā)生塑性變形
ANSYS workbench顯示動力學分析如何確定是否發(fā)生塑性變形
鋼筋混凝土結構彈塑性分析在ANSYS 中的實現(xiàn)
本文針對運用ANSYS 進行鋼筋混凝土結
構的彈塑性分析，通過與理論解比較，依據(jù)分析對象的結構層次（結構、構件）、分析類型（靜
力單調加載、反復加載）、荷載水平（線彈性、彈塑性），討論了單元類型、材料模型及模型參
數(shù)的選取，必要時甚至采用UPF 等二次開發(fā)工具進行分析。分析表明，合理的模型可以得到令
人滿意的結果。
關鍵詞 鋼筋混凝土結構 彈塑性 ANSYS不錯！
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展開 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(chuàng)建靜力學分析，并設置分析類型為2D分析
（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。
（3）創(chuàng)建幾何模型，創(chuàng)建一個 2m x 0.2m 的長方形。
（4）賦予塑性材料屬性。
（5）劃分網(wǎng)格，設置網(wǎng)格尺寸為0.05m。
（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。
（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。
（8）保持默認的求解算法設置，進行求解。
這時，我們發(fā)現(xiàn)求解并不收斂，查看求解信息，我們可以看到，由于47號節(jié)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(chǎn)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(chǎn)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。
（9）減少均布壓力值為6MPa，再次進行求解，這時我們發(fā)現(xiàn)，這次是可以求解收斂。
查看等效應力，最大值為410.47MPa。
查看等效應變。
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。
展開 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
查看等效塑性應變
可見中間部分等效塑性應變大于0，材料發(fā)生了屈服。
下篇將說明ANSYS WB中的分析步驟，并將結果進行對比。
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
