ansys分析蠕變的案例
基于ANSYS Workbench蠕變分析的設置方法 ￥19.89
基于ANSYS Workbench蠕變分析的設置方法
蠕變分析是指材料相關的一種屬性，指率相關性的一種屬性，即隨著是時間的變化，其靜態保持的應力或者應變會發生變化
其基本原理如下
1.為將材料的率相關性打開
RATE,ON !
ansys蠕變資料分享（免費）
ansys蠕變相關知識以及兩個實例，
ansys非線性分析-蠕變.pdf
矩形板蠕變實例.doc
螺栓蠕變分析實例.pdf
Ansys Workbench蠕變分析
（圖片來源于網絡）
02
Ansys Workbench中蠕變分析設置
Ansys Workbench中進行蠕變分析設置與普通靜力分析的主要區別就是材料本構設置和分析步設置。
第一步：建立分析流程
第二步：設置材料蠕變屬性
Ansys Workbench中有多種蠕變本構模型，如下圖中Creep目錄所示（具體的介紹可參考ansys幫助文檔）。
雙擊Creep下的某一蠕變本構模型，在材料屬性欄會增加相應的屬性參數輸入框。
展開 【資料】ansys蠕變分析
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基于ANSYS經典界面的受拉平板的蠕變分析
大多數金屬在高溫下都表現出蠕變行為。
所謂蠕變，是指材料在長時間的恒溫、恒定載荷作用下，持續發生塑性變形的行為。
那么如何對蠕變行為進行仿真呢？本文給出一個例子，該例子十分簡單，是對一個900度下的受拉平板做蠕變分析。
該例子來自于《ANSYS機械工程應用精華50例》的第22個例子。【（第三版），高耀東，劉學杰主編，電子工業出版社，2011.】，本文主要對其加強了顯示部分和講解部分，以便用戶能更清晰地理解其分析過程。
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[問題描述]
一矩形平板，左端固定，右端作用有恒定壓力P=100MPa，平板長100mm，高30mm，材料的彈性模量是2e5MPa,泊松比是0.3，
蠕變方程是：，要分析在900度下，10萬秒后平板的位移情況。
【問題分析】
此問題屬于材料非線性的結構靜力學分析。
模型十分簡單，是薄板，平面應力問題，創建長方體后劃分網格即可以得到有限元模型.
材料模型：要定義蠕變參數。
用兩種方式進行比較，一種是有蠕變發生的，一種是沒有蠕變發生的。
【問題求解】
1. 前處理
（1.1）創建單元類型
/prep7
et,1,plane42
上述命令進入到前處理器，并創建了單元類型plane42,默認是平面應力問題。
（1.2）定義材料模型
mp,ex,1,2e5
mp,prxy,1,0.3
tb,creep,1
tbdata,1,5e-23,7
上述命令首先定義了材料的彈性模量與泊松比，然后定義了蠕變模型，并給定了兩個系數。
（1.3）創建幾何模型
rect,1,100,0,30
上述命令繪制一個矩形。
展開 基于ansys渦輪盤蠕變及低周疲勞壽命可靠性分析方法
對于航空發動機高溫部件渦輪盤來說，蠕變失效和疲勞失效是其兩種主要的失效模式：在循環工作條件下，蠕變損傷和疲勞損傷不斷累積，并且蠕變損傷和疲勞損傷存在交互作用。因此，蠕變一疲勞損傷分析就成為渦輪盤壽命預測的重要組成部分。此外，由于金屬材料在高溫和高應力下存在明顯的蠕變變形，從而造成渦輪盤存在應力松弛現象，是否考慮應力松弛效應的壽命預測可能導致相差幾倍甚至上百倍的差別
基于ansys渦輪盤蠕變及低周疲勞壽命可靠性分析方法.pdf
Abaqus蠕變分析（step by step）
事實上蠕變是非常復雜的，這里僅給出了abaqus中的簡單流程，足以解決常規工程問題。
為了簡化塑料結構蠕變問題的計算(如降低蠕變應變與其他非彈性應變的耦合程度)，可以將該分析問題分成一個靜態加載的過程，然后再進行蠕變過程的分析。
1.靜態加載過程的計算
靜態加載過程就是一與時間無關的加載過程，使用ABAQUS/Standard時主要是在中設置，如圖1所示。
2.蠕變過程的計算
在通過步驟1的靜態分析后，結構中將產生一個應力場，接下來可以進行蠕變過程的計算。蠕變過程的計算主要分為兩個過程：獲得該結構材料的蠕變模型參數和建立蠕變分析步。
1) 獲得材料的蠕變模型參數
目前ABAQUS蠕變模型有三種，分別是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。其中Power-law model有兩種形式為Time hardening form和Strain hardening form。其中Time hardening form形式最為簡單，對于簡單的蠕變過程（如蠕變過程應力變化范圍不太大）是比較適用的，式(1)為其微分形式：
由于圖2中表征的是蠕變應變與時間和等效應力的關系，故必須對公式(1)積分，積分結果見公式(2)：
表征材料蠕變特性的三個參數確定后，通過ABAQUS/CAE的添加材料的蠕變特性，如圖3所示：
2) 蠕變計算
由于蠕變是一個時間相關的過程，因此必須計入時間。同時蠕變又是一個慣性效應不明顯的過程，即結構的加速度效應不用考慮。針對這些ABAQUS提供了專門針對這一類型的分析步。
蠕變計算分析步設置在中完成，見圖4。
其中蠕變應變的容差設置將影響增量步的大小，容差設的很小，增量步也將降低。
展開 fe-safe蠕變疲勞分析
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蠕變疲勞分析背景
蠕變疲勞分析背景
長期經歷高溫狀態下運轉工作的結構，其金屬材料力學性能受高溫影響很大。當溫度超過金屬材料熔點的約0.5倍時（Kelvin），金屬材料受到持續應力的作用，將會發生緩慢的塑性變形的現象，稱為金屬蠕變。工程和冶金行業通常更關注于高應力和高溫度下結構的蠕變失效行為。
恒定溫度下，蠕變的單軸應變與時間的關系一般可分為3個階段，如圖1.1所示。
第一階段：減速蠕變階段，應變率隨時間減小，短時間內完成。
第二階段：恒定蠕變階段，此階段蠕變應變率隨加載時間的延續而保持恒定，具有常應變率。
展開 關于蠕變疲勞分析
1、熱機械疲勞分析背景
?很多構件長期在高溫條件下運轉。例如，航空發動機葉片的使用溫度高達1000℃，
?高溫對金屬材料的力學性能影響很大
?溫度和時間還影響金屬材料的斷裂形式
發電設備中的渦輪葉片
內燃機部件
2、蠕變
當溫度T >=( 0.3~0.5)Tm（Tm為熔點）時，金屬材料收到恒定載荷的持續作用，發生與時間相關的變形，稱為蠕變。
abaqus蠕變分析例子 ￥2
對粘彈性材料試件進行拉伸蠕變分析，得到試件的蠕變曲線
包括材料屬性，分析步設置及最后得到的蠕變曲線。
案例35-無鉛焊接凸點的彈塑性蠕變分析
該示例問題是無鉛焊料凸點經受循環熱負載的熱力學分析。
突出顯示了以下特性和功能：
• 使用實驗數據獲得隱式蠕變材料常數。
• 使用蠕變和塑性材料模型模擬粘塑性行為。
• 確定熱載荷引起的累積蠕變應變
介紹
蠕變是一種速率相關的材料非線性，其中材料在恒定載荷下繼續變形。蠕變是由于長期暴露在不超過材料屈服強度的高應力水平下而發生的。長期受熱的材料蠕變更嚴重。蠕變應變率可以是應力、時間、溫度和中子通量水平的函數。
在恒定載荷下，單軸應變-時間蠕變行為如下圖所示：
在初級階段，應變率隨著時間的推移而降低，這一階段往往發生在相對較短的時間內。第二階段表現出相關的恒定應變。在第三階段，應變速率迅速增加，直至失效（破裂）。通常，蠕變的初級和次級階段通常是最受關注的。
在靜態或瞬態結構分析中，蠕變可以通過隱式蠕變模型來模擬。與其他蠕變方法相比，隱式蠕變是首選的，因為它計算速度更快、更準確。可以使用不同的隱式蠕變材料模型模擬蠕變的初級和次級階段，如下表所示：
蠕變模型可以根據可用的實驗數據進行選擇。
倒裝芯片封裝所承受的溫度波動會導致焊點的逐漸損壞。超過一定限度的損壞累積會導致電氣故障。此類失效通常是所用材料之間熱膨脹失配的結果。失配導致復雜的變形行為，并與不可逆、溫度和應變率或時間相關的非彈性特性有關，從而在焊點內和周圍產生粘塑性變形。變形行為可以通過粘塑性材料模型來模擬，也可以通過與塑性材料一起使用的蠕變模型來模擬。
在電子工業中，熱機械分析的主要目標是模擬焊點的應力和應變響應，以更好地預測其使用可靠性。這里提出的問題是使用蠕變和塑性材料模型對倒裝芯片封裝進行熱力學分析。
展開 【CAE案例】化石燃料發電廠歧管的疲勞蠕變損傷分析
在以后的計算中將考慮包括蠕變造成的損害。為此，將之前計算的結果用于所研究的兩種設計，以確定蠕變損傷情況。最終使用疲勞-蠕變相互作用的非線性模型可以在一定的可信度下評估歧管受到該典型負載時的壽命。
圖6 減溫循環期間在塑性最大應力的高斯積分點處累積塑性變形（%）
表1 疲勞損傷計算(Manson-Coffin曲線)
04 總結
在通用結構仿真軟件中使用VISC_CIN2_CHAB定義的新粘彈塑性行為模型可對部件機械疲勞與蠕變行為進行模擬，從而對其壽命進行預測，為將來重要部件的設計與日常維護提供了新方法。本次模擬結果表明可以通過降低歧管壁厚的方法降低因冷沖擊帶來的機械疲勞現象。
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展開 火電廠蒸汽節流閥的蠕變損耗計算及計算結果分析
然而隨著高強度的使用，機組中的蒸汽進氣構件可能會因此產生蠕變（Creep）損耗，帶來安全威脅。
蠕變（英語：Creep），也稱潛變，是在應力影響下固體材料緩慢永久性的移動或者變形的趨勢。它的發生是低于材料屈服強度的應力長時間作用的結果。當材料長時間處于加熱當中或者在熔點附近時，蠕變會更加劇烈。蠕變常常隨著溫度升高而加劇。
例如在本次的算例中，在某電廠的節流閥因為長期處在水蒸氣高溫高壓工作狀態，產生了一處50mm見方的沖蝕區域，產生了斷裂裂紋，危害生產安全。為研究蠕變損耗，可以利用code_aster來進行建模分析。
因此為了保障生產安全并預估出更準確的節流閥剩余壽命，我們需要對其進行數值模擬研究。
02 研究方案
在該分析中我們的研究對象是長期處于高溫高壓下的節流閥。具體研究流程如下圖所示：
首先，通過物理實驗得出物性條件：
然后在物性條件的基礎上，通過使用Monkman Grant定理得到蠕變模型。code_aster可以將如上所得模型應用到計算中。
展開 『原創』FLAC2D蠕變和動力學分析參考
FLAC2D儒變和動力學分析參考
點評:
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