非線性仿真分析的案例
極地船舶冰區(qū)結(jié)構(gòu)非線性仿真分析關(guān)鍵技術(shù)
極地船舶冰區(qū)航行
目前各船級(jí)社制定的冰區(qū)船舶規(guī)范基于不同的船與冰相互作用，考慮了航速、浮冰厚度、彎曲強(qiáng)度等，但是由于實(shí)際冰區(qū)環(huán)境的復(fù)雜性，還需借助試驗(yàn)或數(shù)值分析的方法進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。在公司ARC7破冰凝析油船自主研發(fā)設(shè)計(jì)方面，通過鉆研理論和實(shí)踐，經(jīng)過上百次的仿真計(jì)算、數(shù)據(jù)分析對(duì)比，貨船所船體室掌握了冰區(qū)結(jié)構(gòu)塑性極限承載力非線性仿真分析、基于變形能法對(duì)船與冰山撞擊結(jié)構(gòu)失效仿真分析等非線性仿真關(guān)鍵技術(shù)。
01
冰區(qū)結(jié)構(gòu)塑性極限承載力
非線性仿真分析
在極端冰情下，船體結(jié)構(gòu)將保留一定的塑性變形，目前缺乏極地船舶結(jié)構(gòu)發(fā)生塑性變形后的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)估規(guī)范。本技術(shù)采用船體結(jié)構(gòu)鋼材非線性彈塑性和冰載荷作用非線性仿真分析，評(píng)估船體結(jié)構(gòu)在極限載荷下的變形及極限承載能力，得出在冰載荷作用下結(jié)構(gòu)超過彈性階段進(jìn)入塑性階段后的船體結(jié)構(gòu)的各重要物理性能指標(biāo)。
展開 燃料電池轎車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)非線性動(dòng)態(tài)特性仿真分析
分享燃料電池轎車動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)非線性動(dòng)態(tài)特性仿真分析
直播預(yù)告 | 復(fù)合材料高級(jí)非線性分析仿真應(yīng)用案例
精彩直播預(yù)告
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析涉及的學(xué)科眾多，其中部分結(jié)構(gòu)分析受到工藝、環(huán)境、復(fù)雜材料體系等眾多因素影響，使用通用CAE軟件分析時(shí)很難模擬實(shí)際場(chǎng)景。?？怂箍倒I(yè)軟件為此推出了針對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析的解決方案，通過多尺度復(fù)合材料分析平臺(tái)Digimat和高級(jí)非線性CAE分析工具M(jìn)arc聯(lián)合使用，可實(shí)現(xiàn)部分復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的高級(jí)分析功能，典型的包括：復(fù)合材料結(jié)構(gòu)熱濕性能分析、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)固化分析、熱塑復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析、復(fù)合材料疲勞分析等功能。
本期?？怂箍抵辈ブv堂請(qǐng)到了非線性CAE仿真專家宋老師和復(fù)合材料仿真專家龔老師強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手合作，帶來(lái)復(fù)合材料高級(jí)非線性分析仿真應(yīng)用案例主題直播，從Marc和Digimat的功能模塊出發(fā)，到兩者如何聯(lián)合仿真以進(jìn)行復(fù)合材料結(jié)構(gòu)高級(jí)分析的實(shí)際工程應(yīng)用案例，為您帶來(lái)一種全新的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析方法。敬請(qǐng)關(guān)注！
10月24日 14:00
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?? 考慮工藝接口的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)多尺度分析
?? Digimat & Marc 復(fù)合材料高級(jí)分析應(yīng)用案例展示
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)熱濕結(jié)構(gòu)性能分析
復(fù)合材料固化分析
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)疲勞分析
龔慧靈
?？怂箍祻?fù)合材料仿真專家
畢業(yè)于西北工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料專業(yè)，負(fù)責(zé)Digimat大中華區(qū)的技術(shù)支持及項(xiàng)目實(shí)施。在航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、汽車輕量化結(jié)構(gòu)分析領(lǐng)域工程經(jīng)驗(yàn)豐富，支持&參與的項(xiàng)目涵蓋：航空復(fù)合材料結(jié)構(gòu)失效分析、CFRP結(jié)構(gòu)固化回彈評(píng)估、SFRP部件沖擊失效及NVH分析等。
宋金松
海克斯康非線性CAE仿真專家
2014年加入?？怂箍?，從事非線性軟件Marc技術(shù)支持，具有20多年的CAE仿真工作經(jīng)驗(yàn)。
展開 Abaqus復(fù)合材料非線性屈曲分析
對(duì)一個(gè)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性屈曲仿真分析求解他的極限承載能力，是不是需要對(duì)該材料的塑性屬性參數(shù)設(shè)置？這個(gè)屬性一般用什么方法設(shè)置啊？各項(xiàng)同性材料就是根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線獲得他的應(yīng)力以及對(duì)應(yīng)的塑性應(yīng)變，各向異性材料也是一樣嘛？
基于optistruct的含cbeam單元的非線性靜態(tài)分析 ￥25
基于optistruct的含cbeam單元的簡(jiǎn)易非線性分析，本案例目的在于學(xué)習(xí)如何在optistruct中簡(jiǎn)易模擬含有beam單元的擠壓，如何定義cbeam單元、建立非線性材料、非線性分析步等。通過本案例的學(xué)習(xí)可獨(dú)立完成含C beam單元非線性工程分析仿真模型。其前處理是在optistruct中完成，h3d結(jié)果文件在hyperview中查看。
分析結(jié)果動(dòng)畫-等效塑性應(yīng)變
分析模型顯示cbeam單元的3d效果
分析模型不顯示cbeam單元的3d效果
相關(guān)模型及腳本文件見附件。凡購(gòu)買本案例的朋友針對(duì)收費(fèi)內(nèi)容部分有疑問，可以一起交流。
展開 線性/非線性分析及注意事項(xiàng) 附Abaqus 非線性有限元分析實(shí)例下載
如果在分析過程中，外載荷與模型的響應(yīng)之間為線性關(guān)系，去掉載荷后，模型能夠恢復(fù)至初始狀態(tài)，這就是一個(gè)線性分析，其特點(diǎn)是：
1）幾何方程的應(yīng)變和位移的關(guān)系是線性的；
2）物理方程的應(yīng)力和應(yīng)變 的關(guān)系是線性的；
3）根據(jù)變形前的狀態(tài)建立的平衡方程是線性的；
4）可以滿足疊加原理。
上述 4 條中如果有 1 條不滿足要求，就必須進(jìn)行非線性分析。
如果外載荷與模型的響應(yīng)之間具有非線性的關(guān)系，就屬于非線性問題，它可以分為三類：幾何非線性、邊界條件非線性和材料非線性。
1）幾何非線性
如果模型在分析過程中出現(xiàn)大的位移或轉(zhuǎn)動(dòng)、突然翻轉(zhuǎn)（snap through）、初始應(yīng)力或載荷硬化（load stiffening），位移的大小會(huì)影響模型的響應(yīng)，就是幾何非線性問題。
幾何非線性問題比較復(fù)雜，它不僅涉及非線性的幾何關(guān)系，而且還涉及到依賴于變形的平衡方程等問題，其計(jì)算表達(dá)式與線性問題的表達(dá)式有很大的不同。
2）邊界條件非線性
如果在分析過程中邊界條件發(fā)生變化，就屬于邊界條件非線性問題。接觸問題是最常見的邊界條件非線性問題。
3）材料非線性
如果材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系曲線是非線性的，或者模型中涉及材料失效或與應(yīng)變率相關(guān)的材料屬性，就屬于材料非線性（又稱為物理非線性）。常見的非線性材料包括：超過屈服點(diǎn)的金屬材料、超彈性材料（如橡膠）、粘彈性材料、亞彈性材料等。
展開 8_APDL基礎(chǔ)及仿真理論-–非線性屈曲分析
2、何為非線性屈曲分析Eigen Buckling
首先了解屈曲問題。在理想化情況下,當(dāng)F < Fcr時(shí), 結(jié)構(gòu)處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)，若引入一個(gè)小的側(cè)向擾動(dòng)力，然后卸載, 結(jié)構(gòu)將返回到它的初始位置。當(dāng)F > Fcr時(shí), 結(jié)構(gòu)處于不穩(wěn)定平衡狀態(tài), 任何擾動(dòng)力將引起坍塌。當(dāng)F = Fcr時(shí),結(jié)構(gòu)處于中性平衡狀態(tài)，把這個(gè)力定義為臨界載荷。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中, 幾何缺陷的存在或力的擾動(dòng)將決定載荷路徑的方向。在實(shí)際結(jié)構(gòu)中, 很難達(dá)到臨界載荷，因?yàn)閿_動(dòng)和非線性行為, 低于臨界載荷時(shí)結(jié)構(gòu)通常變得不穩(wěn)定。
要理解非線性屈曲分析，首先要了解特征值屈曲。特征值屈曲分析預(yù)測(cè)一個(gè)理想線彈性結(jié)構(gòu)的理論屈曲強(qiáng)度，缺陷和非線性行為阻止大多數(shù)實(shí)際結(jié)構(gòu)達(dá)到理想的彈性屈曲強(qiáng)度，特征值屈曲一般產(chǎn)生非保守解, 使用時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。
非線性屈曲分析時(shí)考慮結(jié)構(gòu)平衡受擾動(dòng)（初始缺陷、載荷擾動(dòng)）的非線性靜力分析，該分析時(shí)一直加載到結(jié)構(gòu)極限承載狀態(tài)的全過程分析，分析中可以綜合考慮材料塑性、幾何非線性、接觸、大變形。非線性屈曲比特征值屈曲更精確，因此推薦用于設(shè)計(jì)或結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)。
!3、非線性屈曲分析的理論計(jì)算及有限元計(jì)算
!理論解，根據(jù)Euler公式。其中μ取決于固定方式。
!有限元方法，
已知在特征值屈曲問題：
求解，即可得到臨界載荷
而非線性屈曲問題：
其中為結(jié)構(gòu)初始剛度， 為有缺陷的結(jié)構(gòu)剛度，{δ}為位移矩陣，{F}為載荷矩陣。
!4、弧長(zhǎng)法的介紹(圖片摘于ansys)
如上分析，特征值屈曲分析得到的是非保守解，具有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：快捷分析，屈曲模態(tài)形狀可用作非線性屈曲分析的初始幾何缺陷。因此為了得到較為精確的屈曲分析，還需要做非線性屈曲分析，結(jié)構(gòu)達(dá)到極限載荷時(shí)，非線性求解將發(fā)散，為獲得結(jié)構(gòu)屈曲后加載歷程的下降段，將會(huì)采用弧長(zhǎng)法進(jìn)行求解。
展開 Abaqus接觸非線性在有限元計(jì)算分析中的應(yīng)用 附莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
來(lái)源：有限元在線
ABAQUS的非線性主要在有三種：幾何非線性，材料非線性以及接觸非線性。接觸非線性在ABAQUS的有限元計(jì)算分析中應(yīng)用非常廣泛，特別是動(dòng)態(tài)顯式的求解，只要模型中包含兩個(gè)以上相互接觸的部件，就要用到接觸非線性。
ABAQUS接觸非線性的設(shè)置主要在Interation模塊中完成，設(shè)置接觸的屬性時(shí)，可以設(shè)置摩擦系數(shù)，阻尼系數(shù)，損壞，失效準(zhǔn)則等非線性參數(shù)，如圖1所示。
如圖2所示，在接觸定義界面，可以選擇通用接觸、面-面接觸、自接觸等各種非線性接觸方式。
在接觸編輯界面，可以選擇機(jī)械約束方式為運(yùn)動(dòng)學(xué)接觸算法，或是懲罰接觸方式，還可選擇滑移方式為有限滑移或小滑移，如圖3所示。
這是對(duì)模型定義非線性接觸后得到的分析結(jié)果，以供參考。
下載地址：莊茁ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例
展開 設(shè)計(jì)仿真 | MSC Nastran非線性分析用于無(wú)人機(jī)的起落架性能設(shè)計(jì)
線性模型
為了減少總體分析時(shí)間，團(tuán)隊(duì)將混合非線性靜態(tài)分析分為兩段處理，團(tuán)隊(duì)首先對(duì)起落架進(jìn)行非線性分析。在這一結(jié)論之后，將結(jié)果應(yīng)用于整機(jī)，以測(cè)試整機(jī)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。有三種非線性條件應(yīng)用：幾何、材料和接觸非線性，材料非線性是基于材料模型本構(gòu)。
非線性模型
結(jié)果顯示了CAE模型的變形情況，最大的變形接近300mm，最大的應(yīng)力為604MPa，這些都滿足了DGCA的限制標(biāo)準(zhǔn)。CAE分析幫助工程師確認(rèn)了該型號(hào)無(wú)人機(jī)符合13英寸高度的跌落要求。
展開 Nastran 顯式非線性分析SOL 700
Nastran 顯式非線性分析SOL 700
01
概述
MSC Nastran SOL 700完全集成了MSC Dytran的流固耦合分析功能和LS-DYNA的結(jié)構(gòu)分析功能，可進(jìn)行各種高度瞬態(tài)非線性事件的仿真分析。該模塊采用顯式積分法，并能模擬各種材料非線性、幾何非線性和碰撞接觸非線性，特別適合于分析包含大變形、高度非線性和復(fù)雜的動(dòng)態(tài)邊界條件的短暫的動(dòng)力學(xué)過程。軟件同時(shí)提供拉格朗日求解器與歐拉求解器，因而既能模擬結(jié)構(gòu)又能模擬流體。拉格朗日網(wǎng)格與歐拉網(wǎng)格之間可以進(jìn)行耦合，從而分析流體與結(jié)構(gòu)之間的相互作用，形成精確獨(dú)特的流固耦合求解技術(shù)。該軟件具有豐富的材料模型，并且提供各種接觸的定義模式，能夠模擬從金屬、非金屬(包括土壤、塑料、橡膠，泡沫等)到復(fù)合材料，從線彈性、屈服、狀態(tài)方程、破壞、剝離到爆炸燃燒等各種行為模式，及模擬各種復(fù)雜邊界條件。對(duì)于超大變形問題，SOL 700提供了獨(dú)特的無(wú)網(wǎng)格SPH(Smooth ParticleHydrodynamics)技術(shù)，保證計(jì)算的收斂和精度。
展開 Marc高級(jí)非線性有限元分析-高反熱機(jī)耦合仿真解決方案
精彩直播預(yù)告
熱機(jī)耦合是仿真技術(shù)中復(fù)雜的類型，精確的模擬熱環(huán)境條件下結(jié)構(gòu)材料、變形、接觸等變化的非線性條件是一個(gè)難點(diǎn)，引用Marc完全的熱機(jī)耦合技術(shù)，簡(jiǎn)易流程化的結(jié)構(gòu)，熱設(shè)置方法，便捷的實(shí)現(xiàn)熱機(jī)耦合前處理定義。本次直播不止有硬核知識(shí)，更有「工業(yè)級(jí)案例」實(shí)戰(zhàn)放送！
本期直播講堂請(qǐng)到了非線性CAE仿真專家宋金松老師將深入解析Marc在熱機(jī)耦合仿真中的關(guān)鍵技術(shù)，從熱機(jī)耦合基本流程、設(shè)置定義、工程案例講解等來(lái)介紹。干貨滿滿，趕快報(bào)名吧！
3月20日 14:00 ▲ 點(diǎn)擊參與報(bào)名
直播內(nèi)容聚焦
熱、熱機(jī)耦合的仿真流程
穩(wěn)態(tài)、瞬態(tài)熱分析方法對(duì)流換熱和輻射的定義
接觸傳熱的定義方法
掌握在兩個(gè)常用單位制下的參數(shù)轉(zhuǎn)換
熱工藝仿真實(shí)現(xiàn)
電-磁-熱-結(jié)構(gòu)仿真案例
感應(yīng)熱焊接
熱分析邊界（溫度）
齒輪熱處理
鋰電池殼體焊接殘余應(yīng)力分布
金屬多層結(jié)構(gòu)的熱分析
感應(yīng)熱焊接
直播嘉賓：
宋金松
?？怂箍?em>非線性CAE仿真專家
從事非線性軟件Marc技術(shù)支持，具有20多年的CAE仿真工作經(jīng)驗(yàn)。能夠針對(duì)客戶的需求能提供有效、合理、針對(duì)性的技術(shù)方案支持，為客戶解決實(shí)際應(yīng)用問題。
展開 
ABAQUS非線性分析的平衡迭代過程和收斂原則 附ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例下載
下載地址：ABAQUS非線性有限元分析與實(shí)例
『分享』非線性彈簧支承懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力仿真分析
基于非線性鋼纜彈簧雙線性遲滯模型描述方法, 采
用仿真分析, 對(duì)非線性鋼纜彈簧支承懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)各主要參
數(shù)與其動(dòng)力性能的關(guān)系進(jìn)行了研究, 得出了其動(dòng)力性能隨系
統(tǒng)參數(shù)變化的規(guī)律, 為非線性鋼纜彈簧支承立式?jīng)_擊破碎機(jī)
設(shè)計(jì)提供了理論依據(jù)。所得出的規(guī)律亦可供設(shè)計(jì)其它非線性
鋼纜彈簧支承轉(zhuǎn)子系統(tǒng)及有關(guān)非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)時(shí)參考
非線性彈簧支承懸臂轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力仿真分析.pdf
自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析-1981年的開源非線性有限元軟件是什么樣子
運(yùn)行ADINA.D1中的第一個(gè)例子，這是一個(gè)塔索結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析：
輸入文件內(nèi)容：
很快，我們得到了該分析的后綴名為.OUT的結(jié)果文件：
以上，就是對(duì)adina81和adina84版本代碼編譯運(yùn)行的過程，盡管這兩個(gè)程序產(chǎn)生于四十年前，完全沒有任何前處理界面，只能通過手動(dòng)填寫輸入文件，但是其依然能夠高效完成彈塑性，超彈性，幾何非線性等基本的結(jié)構(gòu)有限元分析。
【完】
注：關(guān)注公眾號(hào) 有限元術(shù) 回復(fù)adina，獲得adina81和adina84的源代碼，exe運(yùn)行文件及《ADIINA_ADINAT使用手冊(cè)-自動(dòng)動(dòng)態(tài)增量非線性分析有限元程序》。
展開 自主仿真 | 基于PERA SIM的板折彎成型分析-折彎成型、非線性、塑性
摘要：本文基于安世亞太自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)仿真軟件PERA SIM Mechanical建立了折彎成形仿真的過程，從導(dǎo)入幾何模型開始，到劃分全六面體網(wǎng)格、賦予模具和板料不同的材料參數(shù)、施加邊界條件和載荷模擬折彎過程，以及設(shè)置非線性分析參數(shù)、進(jìn)行非線性分析調(diào)試，最終得到分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了板料折彎成形的全過程3D仿真。分析得到的反力結(jié)果和最終板的變形結(jié)果，對(duì)板折彎過程中機(jī)器噸位的選擇和板折彎后的形狀預(yù)測(cè)都具有一定的指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：折彎成型；非線性；塑性
1.引言
板料折彎成形是指把薄板材料彎成一定角度的加工方法。對(duì)于絕大多數(shù)的板材折彎而言，CAE分析其折彎過程沒有太大的意義，工程經(jīng)驗(yàn)或者折彎系數(shù)表就足以解決絕大部分問題；但是對(duì)于厚板或者說對(duì)于折彎R數(shù)值小于板材厚度的，折彎CAE分析其折彎過程還是有意義的：1)對(duì)于折彎處形狀的精確預(yù)算；2)折彎后折彎點(diǎn)尺寸的變化；3)折彎過程接觸區(qū)域變形和設(shè)備噸位精確預(yù)測(cè)。對(duì)于某些板材折彎后需要包膠，如果不能精確預(yù)測(cè)折彎處形狀和數(shù)值，會(huì)影響后續(xù)塑膠模具的開發(fā)，或者折彎后需要精確裝配的折彎件，如果不能預(yù)測(cè)折彎處形狀，會(huì)影響后工序裝配。
本文基于PERA SIM Mechanical建立了折彎成形仿真的過程，從導(dǎo)入幾何模型開始，到劃分全六面體網(wǎng)格、賦予模具和板料不同的材料參數(shù)、施加邊界條件和載荷模擬折彎過程，以及設(shè)置非線性分析參數(shù)、進(jìn)行非線性分析調(diào)試，最終得到分析結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了板料折彎成形的全過程3D仿真。分析得到的反力結(jié)果和最終板的變形結(jié)果，對(duì)板折彎過程中機(jī)器噸位的選擇和板料折彎后的形狀預(yù)測(cè)都具有一定的指導(dǎo)意義。
2.問題描述
板料參數(shù)
本文研究對(duì)象為某折彎板，根據(jù)分析目的，對(duì)實(shí)際尺寸進(jìn)行了一定的裁剪，最終分析中用到的板料尺寸為180mmX140mmX1.5mm。
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