弹塑性分析实例.doc

1. 弹塑性分析中的主要问题ABAQUS提供了多种材料的本构关系和失效准则模型弹塑性变形行为：Abaqus默认的采用屈服面来定义各项同性屈服金属材料的弹塑性行为：- ；曲线：（四个阶段）弹性阶段：厂 Cp，应力应变服从胡克定律-E ；_二一二e,匚一；不再是线性关系，卸载后变形完全消失，仍属于弹性变形屈服阶段：屈服阶段表现为显著的塑性变形， 此阶段应力基本不变，应变不断增加，屈服现象的出现于最大切应力有关系，屈服极限为 二s强化阶段：材料恢复抵抗变形的能力，使它继续变形必须增加拉力，强度极限为 二b局部变形阶段：匚—匚b后，在试样的某一局部范围内，横向尺寸突然急剧减小，形成缩颈现象卸载定律，冷作硬化（比例极限得到提高，退火后可消除）伸长率_5%，称为脆性材料；「. _5%，称为塑性材料强度极限匚b是衡量脆性材料的唯一指标，脆性材料主要用作受压杆件，破坏处发生在与轴 线成45的斜截面上，而塑性材料主要用作受拉杆件应以应力和名义应变：（以变形前的界面尺寸为基础）F 也1-nom nomA0 1 o真实应力和真实应变与名义量的关系:truenom(1nomtrue1 n ( 1真实应变是由弹性应变和塑性应变组成的,定义塑性材料时，需用到塑性应变，其表达式为:pitrue££e1truecrtrueAbaqus分析结果中对应的变量：真实应力：S,Mises真实应变：对几何非线性问题，输出的是对数应变 LE几何线性问题，输出的是总应变 E塑性应变：等效塑性应变 PEEQ塑性应变量 PEMAG,塑性应变分量 PE弹性应变：EE名义应变：NE 在abaqus standard中无法模拟构建塑性变形过大而破坏的过程弹塑性分析的基本方法：理想塑性：应力不变，应变持续增加；应尽可能的使材料的最大真实应力和塑性应变大于模 型可能出现的应力应变值解决弹塑性分析中的收敛问题：在弹塑性材料商施加载荷时，如果此载荷会造成很大的局部变形 （使用点载荷时尤其容易出 现此问题），可能造成收敛问题。

解决方法有四种：1.使材料的最大真实应力和塑性应变大于模型可能出现的应力应变值2•如果对出现很大苏醒变形的部件不关心其准确的应力和塑性变形， 可将其设置为线弹性材料3•尽量不要施加点载荷，而是根据实际情况来使用面载荷或线载荷4•为载荷作用点附近的几个节点建立刚性约束，施加耦合约束，使几个节点共同承担点载荷Abaqus中的体积自锁问题?2. 带孔平板的弹塑性分析通过查看PEEQ（等效塑性变形），判断材料是否发生塑性变形3. 单向压缩试验过程模拟模拟式样的压缩过程，查看分析结果中的应力和应变才塑性材料数据是否吻合，以验证 建模过程的正确性将压头参考点的反作用力写入 DAT 文件：*NODE PRINT ,NSET=Set-Head-RefRF,4. 弯曲成形过程模拟大变形问题的加载和卸载过程；平面应变问题的建模；创建离散刚体部件，使用刚体单 元；查看诊断信息；理解应力不变量的计算方法和后处理显示方式模拟原则： 根据结构和载荷的特点，二维模型 ---三维模型 整个模型较粗的网格 使用子模型，划分较细的网格解析刚体的构成部分有严格的限制，当几何形状较复杂时，就需要模拟成离散刚体；二 维离散刚体只能是 Wire （轮廓线）和 Point ，而三维离散刚体部件可以使 solid、 shell、 wire 和 point查看离散刚体的节点和单元编号：View —part display option —mesh表面磨损模拟中可设定自适应网格，在 step 模块中， view — adaptive mesh domain查看诊断信息： tool —job diagnostic应力不连续现象和应力不变量的计算方法： 所关心的部分出现应力不连续现象时，应在此处细化网格。

用子模型分析弯曲成形问题子模型和子结构：子模型是在全局模型的基础上， 对局部进行网格细化， 做进一步的分析； 子结构是将模型的 局部作为一个整体来处理， 缩聚其内部自由度， 只保留与外界有连接关系的自由度， 从而减 小刚度矩阵和质量矩阵的规模和计算量， 子结构往往用于具有相同特征和性质的重复性局部 结构验证子模型的正确性；网格细化得到更精确的结果子模型的基本知识： 子模型边界：驱动变量（一般是位移） ，如果全局模型和子模型在子模型边界上的节点分布 不同， abaqus 会对全局模型在此处的位移结果进行差值处理子模型分析步骤： 完成对全局模型的分析，保存子模型边界附近的分析结果 创建子模型，定义边界 设置各个分析步中的驱动变量 设置子模型的边界条件、载荷、接触和约束 ---提交子模型的分析作业注意：原来作用在全局模型上的边界条件、 载荷、接触和约束， 如果位于子模型区域之内的， 在子模型中保持不变；在子模型区域之外的，不在出现。