ansys 非線性載荷的案例
35 Ansys Workbench工程應(yīng)用之——結(jié)構(gòu)非線性（下）：狀態(tài)非線性（5）螺紋連接
本期解讀了螺栓連接，非線性相關(guān)內(nèi)容快寫完了，下期寫啥暫時還不知道，敬請期待。
由于圖惜實踐經(jīng)驗實在有限，文中也難免紕漏百出，敬請批評指正。
參考文獻：
[1]《機械設(shè)計》——濮良貴、紀名剛
[2]《Ansys Workbench有限元分析實例詳解》——周炬、蘇金英
[3] ANSYS 2022幫助文件
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ANSYS實例 | 剛平板壓縮橡膠的非線性分析——接觸、材料和幾何非線性
橡膠材料屬于大變形材料，在ANSYS中怎么分析呢？材料本構(gòu)模型怎么選??？橡膠密封涉及到的接觸非線性問題，又該怎么創(chuàng)建呢?
一、問題描述
一個長的橡膠圓柱，被上下兩塊剛性平板夾持，使橡膠圓柱產(chǎn)生向下壓縮位移δmax。計算力—變形響應(yīng)情況。橡膠彈性模量2.82 MPa，泊松比μ=0.49967；橡膠Mooney-Rivlin常數(shù)C10=0.293 MPa，C01=0.177 MPa；橡膠圓柱半徑200mm；強制位移δmax=200 mm。根據(jù)模型的對稱性，取1/4結(jié)構(gòu)進行研究。
圖1 力學(xué)模型示意圖
問題分析：橡膠材料目前廣泛采用的是Mooney Rivlin本構(gòu)模型，由橡膠的不可壓縮性得到泊松比約為μ= 0.5。
根據(jù)彈性模量E與剪切模量G的關(guān)系式
G=E/[2(1+μ)]，
從而得E=3G。
彈性模量及剪切模量與橡膠材料常數(shù)的關(guān)系可以表示為
G=2(C10+C01)，
E=6(C10+C01)。
不可壓縮參數(shù)
d=2(1-2μ)/(C10+C01)。
計算結(jié)果:壓縮位移0.2m對應(yīng)的載荷為1395.05N，與K-J Bathe的1400.00N基本一致，比值為0.996。
橡膠圓柱變形形狀
位移-力歷程曲線
橡膠圓柱位移-力計算結(jié)果
參考ANSYS Help中 VM211 Rubber Cylinder Pressed Between Two Plates
1 Determined
from graphical results. See T.
展開 Ansys Workbench工程應(yīng)用之——結(jié)構(gòu)非線性（下）：狀態(tài)非線性（4）過盈配合
本計算包括過盈與擠壓兩種計算，所以將載荷步分為2步，第一步用于計算橡膠圈過盈，第二步用于計算橡膠圈與氣缸、活塞之間的擠壓。
由于有超彈性材料的大變形，以及氣缸的大位移，所以打開大變形選項。
由于有摩擦力，所以使用非對稱牛頓法促進收斂。
其余設(shè)置如下。
對活塞施加遠程約束，約束點為（0，0），約束所有方向的移動與轉(zhuǎn)到，允許變形（柔性）。
從第2步開始，對氣缸下邊施加Y向強制位移10，X方向0。
Step5 結(jié)果與后處理。
在結(jié)果中插入總位移，接觸壓力，強制位移處的反力。
位移結(jié)果如下：
接觸壓力結(jié)果如下：
支反力結(jié)果如下，Y方向最大為8535N，說明氣缸運行需要這么大的驅(qū)動力。
擴展顯示設(shè)置如下：
寫在最后
WB已經(jīng)能輕松計算各種過盈問題，讀者需要注意過盈量的加載方式，特別是當過盈量較大時，應(yīng)使用斜坡加載促進收斂。
本期解讀了過盈裝配，下期將詳細解讀螺紋連接，敬請期待。
由于圖惜實踐經(jīng)驗實在有限，文中也難免紕漏百出，敬請批評指正。
參考文獻：
[1] ANSYS 2022幫助文件
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展開 ANSYS5.7線性、非線性結(jié)構(gòu)靜力分析指南
Ansys57線性和非線性結(jié)構(gòu)靜力分析指南.pdf
非線性_幾何非線性分析.pdf
非線性_接觸分析.pdf
耦合場分析定義.pdf
非線性_接觸分析.pdf
非線性_彈塑性分析.pdf
Ansys57線性和非線性結(jié)構(gòu)靜力分析指南
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Ansys – Linear 和 Nonlinear Buckling，線性和非線性屈曲分析 ￥15
教程內(nèi)容：
第1節(jié)：簡介
第1講屈曲簡介
第二講線性屈曲
第三講特征值屈曲
第4講線性屈曲示例-1
第五講線性屈曲示例-2
第2節(jié)：基于非線性的線性屈曲
第6講非線性屈曲簡介
第7講基于非線性的線性屈曲示例
第3節(jié)：非線性屈曲
第8講非線性屈曲簡介
第9講非線性屈曲示例第1部分
第10講非線性屈曲示例第2部分
第4節(jié)：后屈曲
第11講后屈曲簡介
第12講屈曲后示例
第5節(jié)：弧長法
第13講弧長法
第14講Ansys的基本原理
展開 ansys非線性分析
ansys非線性分析
ANSYS workbench擠壓成型非線性分析 ￥10
本案例適合哪些人學(xué)習：
1、學(xué)習型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學(xué)習擠壓成型的三維模型處理
2、學(xué)習擠壓成型非線性接觸相關(guān)的接觸設(shè)置
3、學(xué)習非線性靜結(jié)構(gòu)分析步的建立
4、學(xué)習擠壓成型非線性接觸分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 擠壓成型非線性接觸分析。
本案例完整得提供了分析相關(guān)所有分析文件。
?
ANSYS幾何非線性概述
一、什么是非線性
什么是非線性(non-linear)？按照百度百科的解釋，非線性是指變量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系不是直線而是曲線、曲面或不確定的屬性。而對于工程結(jié)構(gòu)而言，非線性或者說非線性行為，是指外部荷載引起工程結(jié)構(gòu)剛度顯著改變的一種行為。如果繪制一個非線性結(jié)構(gòu)的荷載-位移曲線，則力與位移的曲線為非線性函數(shù)。
ANSYS非線性主要分為以下三大類：
1.幾何非線性
大應(yīng)變、大位移、大旋轉(zhuǎn)
2.材料非線性
塑性、超彈性、粘彈性、蠕變
3.狀態(tài)改變非線性
接觸、單元生死
其中幾何非線性和材料非線性是土木工程結(jié)構(gòu)計算中最為常見的兩種類型。
二、結(jié)構(gòu)幾何非線性概念理解
如果一個結(jié)構(gòu)在受荷的過程經(jīng)歷了大變形，則變化后的幾何形狀能引起非線性行為。
例如，上述例子，桿梢在輕微橫向作用下是柔軟的，當外部橫向荷載加大時，桿的幾何形狀發(fā)生改變,力矩臂減小，引起桿的剛化響應(yīng)。
幾何非線性主要分為如下三種現(xiàn)象：
1. 單元的形狀改變(面積、厚度)，其單獨的單元剛度也將改變
2. 單元的取向發(fā)生轉(zhuǎn)動，其局部剛度在轉(zhuǎn)化為全局分量時將會發(fā)生變化。
3. 單元應(yīng)變產(chǎn)生較大的平面內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)引起平面法向剛度的改變。
隨著垂直撓度UY的增加，較大的膜應(yīng)力SX將會導(dǎo)致剛化效應(yīng)。上述三種情況的關(guān)系如下：
三、ANSYS幾何非線性注意事項
1. 建模注意事項
a.單元選擇注意事項
在定義單元類型時，應(yīng)明白如果分析的過程中有幾何非線性，應(yīng)確保所選單元類型支持相應(yīng)的幾何非線性效應(yīng)。例如shell63單元支持應(yīng)力剛化和大撓度，但不支持大應(yīng)變；而shell181則支持所有的三類幾何非線性，可在單元描述的特殊特征列表中找到類似信息。
展開 ANSYS知識普及系列19——ansys workbench非線性屈曲分析
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摘自（http://blog.sina.com.cn/s/blog_625847130101h78r.html）
很多旋轉(zhuǎn)受壓結(jié)構(gòu)必須進行屈曲分析，常規(guī)結(jié)構(gòu)屈曲分析軟件有nastran、abaqus和ansys，nastran對線性大型模型分析效率較高；abaqus屈曲分析使用較少；ansys使用比較頻繁，其快速建模，與CAD軟件的良好借口及有限元模型前處理的便捷性（WB界面）很有吸引力，屈曲分析功能較為完善，可以進行線性、非線性和后屈曲分析。
ansys學(xué)習資料中介紹較多的是線性屈曲分析。線性屈曲分析在工業(yè)實際中預(yù)測的值偏高，有的甚至超過實際實驗測試值的幾十倍，線性分析唯一優(yōu)勢是其分析速度較快。但在實際中其預(yù)測值參考價值不大，僅給定結(jié)構(gòu)屈曲失效的上限值。非線性屈曲分析考慮其他因素，包括結(jié)構(gòu)加工缺陷（幾何），材料非線性等，因此較為接近實際情況，但計算耗時較長。針對最艱難學(xué)習情況歸納總結(jié)非線性屈曲分析時技術(shù)要點及應(yīng)注意事項。
展開 如何在ANSYS中模擬非線性三維隔震支座 ￥299
進階內(nèi)容（需另付費，有需要可聯(lián)系）
（1）隔震支座在ANSYS中的批量建模方法，預(yù)計時間2024年02月
（2）如何在ABAQUS中模擬非線性單位隔震支座（連接器單元），預(yù)計時間2024年03月
3. 解決的問題
（1）如何在ANSYS中模擬橡膠隔震支座？
（2）如何確定隔震模型的力學(xué)參數(shù)與隔震支座設(shè)計參數(shù)的定量對應(yīng)關(guān)系？
（3）如何模擬隔震支座的非線性特性？
（4）如何驗證隔震支座模擬的正確性？
4. 隔震模型的力學(xué)參數(shù)與隔震支座設(shè)計參數(shù)的定量對應(yīng)關(guān)系
我們知道，實際應(yīng)用中，我們可以采用廠家提供的標準型號的隔震支座，也可以訂制特殊類型的隔震支座，不管采用那種形式，在仿真模擬時，我們都要將設(shè)計參數(shù)與隔震模型的力學(xué)參數(shù)對應(yīng)起來，從而進行力學(xué)分析。
ANSYS中并沒有特定的隔震單元，但提供了一系列的彈簧-阻尼器單元，可以通過組合單元模擬隔震支座的力學(xué)特性。采用COMBIN14單元模擬隔震支座的豎向剛度，COMBIN14又稱彈簧-阻尼器單元，具有1D、2D和3D的軸向或扭轉(zhuǎn)能力。軸向彈簧-阻尼器為單軸拉壓行為，每個單元有2個節(jié)點，每個節(jié)點有3個自由度，即沿著X、Y和Z方向的三個平動或轉(zhuǎn)動位移。水平方向上，采用COMBIN40單元模擬隔震支座的水平剛度和阻尼，COMBIN40單元將彈簧、滑塊和阻尼器并聯(lián)，再用串聯(lián)的方式與間隙耦合形成組合體，適用于多種情況的分析。該單元可以引入雙線性強化模型，并考慮粘滯阻尼的影響。詳細參考《ANSYS結(jié)構(gòu)分析單元與應(yīng)用》。
在解決了單元類型之后，我們選擇一種常用的隔震支座，如圖1所示。
展開 
ANSYS知識普及4——如何施加函數(shù)變化的表面載荷 （ANSYS專家編輯，非原創(chuàng)，歡迎轉(zhuǎn)摘）
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ANSYS具有函數(shù)加載功能，可以很方便地在模型表面施加函數(shù)變化的各種載荷，在ANSYS中，也可以通過變通的方式來實現(xiàn)此功能，其思路是：
首先選定所要施加函數(shù)變化表面載荷的表面上的節(jié)點，利用ANSYS的參數(shù)數(shù)組和嵌入函數(shù)知識寫一簡單的命令流，定義好相應(yīng)節(jié)點位置的面載荷值，然后通過在節(jié)點上施加面載荷來完成。
下面以在一圓柱表面施加函數(shù)變化載荷為例：
/prep7
et,1,45
cyl4,,,0.5,,,,3
vsweep,all
asel,s,loc,y,0.01,1
nsla
!
*get,nmax,node,,num,max,
*get,nmin,node,,num,min,
*afun,deg
*dim,t1,array,nmax,1,1,
csys,1
*do,k,nmin,nmax
*if,nsel(k),eq,1,then
t1(k)=1000*sin(ny(k))
*else
t1(k)=0
*endif
*enddo
!
sffun,pres,t1(1)
sf,all,pres,0
展開 ansys workbench中非線性彈簧的定義
大家好，我是做可傾瓦軸承的，現(xiàn)在我需要在模型里面添加非線性彈簧，請問大家有會的嗎？可以指導(dǎo)我一下嗎？我的qq是2298755080，可不可以幫我一下呢
ansys非線性收斂總結(jié)
文章來源于網(wǎng)絡(luò)，講解很系統(tǒng)，可以經(jīng)典收藏，由于無法查證出處，無意冒犯，如有不妥，請聯(lián)系我
ansys非線性收斂總結(jié)
ansys計算非線性時會繪出收斂圖，其中橫坐標是cumulative iteration number 縱坐標是absolute convergence norm。他們分別是累積迭代次數(shù)和絕對收斂范數(shù)，用來判斷非線性分析是否收斂。
ansys在每荷載步的迭代中計算非線性的收斂判別準則和計算殘差。其中計算殘差是所有單元內(nèi)力的范數(shù)，只有當殘差小于準則時，非線性疊代才算收斂。
ansys的收斂是基于力的收斂的,以力為基礎(chǔ)的收斂提供了收斂量的絕對值，而以位移為基礎(chǔ)的收斂僅提供表現(xiàn)收斂的相對量度。一般不單獨使用位移收斂準則,否則會產(chǎn)生一定偏差,有些情況會造成假收斂.(ansys非線性分析指南--基本過程Page.6) 。因此ansys官方建議用戶盡量以力為基礎(chǔ)（或力矩）的收斂誤差，如果需要也可以增加以位移為基礎(chǔ)的收斂檢查。
ANSYS缺省是用L2范數(shù)控制收斂。其它還有L1范數(shù)和L0范數(shù)，可用CNVTOL命令設(shè)置。在計算中L2值不斷變化，若L2<criterion的時候判斷為收斂了。也即不平衡力的L2范數(shù)小于設(shè)置的criterion時判斷為收斂。
由于ANSYS缺省的criterion計算是全部變量的平方和開平方（SRSS）*valuse(你設(shè)置的值)，所以crition也有小小變化。如有需要，也可自己指定crition為某一常數(shù)， CNVTOL,F,10000,0.0001,0就指定力的收斂控制值為10000*0.0001=1。
展開 Ansys Workbench使用非線性彈簧單元模擬配合間隙 ￥10
問題：
工程中兩個零部件之間經(jīng)常會有配合間隙，Ansys Workbench中可以使用combin39號非線性單元，通過控制不同行程的彈簧剛度來模擬間隙配合。
模型示例：
設(shè)定支座與軸有1mm的配合間隙，在一端施加X向100N作用力，查看運動位移。
計算步驟：
1. 在間隙配合位置，建立jiont連接，放開X向平動自由度。
2. 在間隙配合位置，建立spring連接，同時插入Commands 命令。
ET,_sid,39,0,0,0,1
R,_sid,0.95,1,1.05,10000
3. 查看計算結(jié)果，當運動至0.95mm后spring彈簧剛度值陡增限制了X向運動。
建議：
? 同一個連接區(qū)域不建議使用兩個重復(fù)的連接關(guān)系，即jiont連接和spring連接不要使用同一個區(qū)域。
? 本文對配合區(qū)域進行分段處理，中間為spring連接，兩側(cè)為jiont連接
? 使用Remote Point點創(chuàng)建連接，需要打開Beta選項。
? 這種等效方式并不能良好的反應(yīng)間隙配合位置的應(yīng)力狀態(tài)，需要校核配合區(qū)域的應(yīng)力狀態(tài)還是需要使用接觸連接。
展開 