搜索雙線性等向強化軸的拉伸ANSYSWORKBENCH仿真
2016-10-22 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
【問題描述】
一個長200mm,半徑為10mm的光軸一端固定,另外一端面施加軸向拉力。如下圖
該拉力從1秒到3秒漸漸增加,然后3-6秒卸載為0,6-7秒保持為0.如下圖
該軸是雙線性等向強化塑形材料。材料特性:彈性模量75GPa,泊松比0.3,屈服強度245MPa,切線模量35Gpa。要模擬其加載和卸載過程。
【問題分析】
(1)分析系統(tǒng)。該加載卸載過程的目的是為了考察材料屬性。緩慢加載卸載即可,不用考慮慣性效應(yīng),因此只是用靜力學系統(tǒng)仿真。此時的時間只代表著載荷步的意義,與真實時間沒有關(guān)系。
(2)材料定義。自定義一種材料,加入彈性屬性及雙線性塑性材料塑性。
(3)幾何模型。用線體來表達軸,賦予圓形截面屬性。
(4)網(wǎng)格劃分。掃掠劃分。
(5)求解設(shè)置。設(shè)置7個載荷步,打開大變形開關(guān),關(guān)閉慣性松弛。
(6)邊界條件。
固定一個端點。
另外一個端施加隨時間改變的載荷。
(7)后處理。查看殘余變形。
【求解過程】
1. 打開ANSYS WORKBNCH14.5
2.創(chuàng)建靜力分析系統(tǒng)。
3.創(chuàng)建材料模型。
雙擊engineering data,進入到材料數(shù)據(jù)庫界面。
(1)創(chuàng)建1號材料,是雙線性等向強化塑性材料。
自定義一種新材料,命名為NO1.拖入彈性屬性和雙線性等向強化材料屬性,并輸入其數(shù)值。
4.創(chuàng)建幾何體。
雙擊geometry,進入到DM。設(shè)置長度單位是毫米。
創(chuàng)建一個草圖,只有一根直線,長200mm
由該直線生成線體。
賦予圓形截面,該圓形半徑為10mm
退出DM.
5.設(shè)置材料屬性。
雙擊Model,進入mechanical.
設(shè)置該軸的材料是NO1,即等向強化材料。
6.劃分網(wǎng)格。
直線劃分為10等分。
7.設(shè)置分析選項。
設(shè)置7個載荷步,打開大變形開關(guān),關(guān)閉慣性松弛。
8.設(shè)置邊界條件。
固定左端點。
右端點施加集中力,該力隨時間而改變。
9.求解。
10.后處理。
軸向應(yīng)力的改變
可見,軸向應(yīng)力增加到478MPa,然后又降低到了0MPa,顯然,最大值已經(jīng)超過了屈服極限。因此材料已經(jīng)發(fā)生了屈服。
其軸向變形如下
可見,當完全撤除載荷后,桿件并沒有恢復(fù)原長,而是有0.73mm左右的殘余變形。這是由于塑形變形而產(chǎn)生的不可恢復(fù)的變形。
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