ansys培训教程up1-3

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1、材料库及常用非线性材料模型定义材料性质时，首先给出弹性材料性质(EX、PRXY等)。然后给出非线性材料性质。EX屈服点T3T2T1材料属性定义各向同性材料：EX必须输入泊松比（PRXY或NUXY）默认为0.3GXY＝EX/(2(1+NUXY))正交各向异性材料所有参数必须输入（EX，EY，EZ，(PRXY，PRYZ，PRXZ，orNUXY，NUYZ，NUXZ)，GXY，GYZ，andGXZ)，无默认值一般各向异性材料直接输入弹性（或柔度）矩阵线弹性属性定义PRXY和NUXY的意义、区别：PRXY为主泊松比，指的是在单轴作用下，X方向的单位拉（或压）应变所引起的Y方向的压（或拉）

2、应变。NUXY为次泊松比，它代表了与PRXY成正交方向的泊松比，指的是在单轴作用下，Y方向的单位拉（或压）应变所引起的X方向的压（或拉）应变。对于正交各向异性材料，需要根据材料数据的来源确定数据的输入方式。但是对于各向同性材料来说，选择PR*或NU*来输入泊松比是没有任何区别的。泊松比的意义ANSYS材料库：…ansys90matlib用户自定义材料库--练习材料库的运用非线性材料属性弹塑性：·多种屈服准则：Mises、Hill、广义Hill、Drucker-Prager、Mohr-Coulomb·多种强化方式：随动、各向同性、混合双线性、多线性粘塑性：高温金属蠕变：数十

3、种蠕变模型，显式&隐式，与弹塑性联合使用非线性弹性粘弹性：玻璃类、塑料类材料超弹性：各种橡胶类、泡沫类材料膨胀：核材料混凝土材料……弹性回顾:讨论塑性之前，先回顾一下金属的弹性。弹性响应中，如果产生的应力低于材料的屈服点，卸载时材料可完全恢复到原来的形状。从金属的观点看，这种行为是因为延伸但没有破坏原子间化学键。因为弹性是由于原子键的延伸，所以是完全可恢复的。而且这些弹性应变往往是小的。金属的弹性行为最常用虎克定律的应力应变关系描述:塑性回顾:塑性金属中也会遇到非弹性或塑性响应。超过屈服应力是塑性区域，塑性区域中卸载后残留一部分永久变形。如果考虑在分子层次上发生了什么，塑性变形

4、是由于剪切应力(偏差应力)引起的原子平面间的滑移引起的。位错运动的实质是晶体结构中的原子重新排列得到新的相邻元素，从而导致不可恢复塑性应变。值得注意的是，与弹性不同，滑移不会引起任何体积应变(不可压缩条件)。塑性回顾(续):因为塑性处理由于位移引起的能量损失，所以它是非保守(路径相关)过程。延性金属支持比弹性应变大得多的塑性应变。弹性变形实质上独立于塑性变形，因此产生的超过屈服点的应力仍产生弹性和塑性应变。因为假设塑性应变不可压缩，所以材料响应随着应变增加变为几乎不可压缩。es屈服点sy弹性塑性卸载率无关塑性:如果材料响应和载荷速率或变形速率无关，称材料为率无关。低温时(<1/

5、4或1/3的熔点温度)大多数材料呈现率无关行为和低应变速率。增量塑性理论给出一种描述应力增量和应变增量(Ds和De)的数学关系，用于表示塑性范围内的材料行为。在增量塑性理论中，有三个基本组成部分:屈服准则流动准则强化规律屈服准则对于单向拉伸试件，通过比较轴向应力与材料屈服应力，可以确定是否屈服。然而，对于多向应力状态，有必要去定义一个屈服准则。屈服准则是应力状态的单值(标量)度量，可以很容易地与单轴试验的屈服应力相比较。因此如果知道应力状态和屈服准则，程序就能确定是否会发生塑性应变。屈服准则…屈服准则:一个常用的屈服准则是范·米赛斯屈服准则。只要变形的内能(等效应力)超过一定值

6、，就会发生屈服。范·米赛斯等效应力定义为:式中s1、s2和s3是主应力。当等效应力超过材料的屈服应力时，屈服发生：范·米赛斯屈服准则范·米赛斯屈服准则若在3D主应力空间中画出，vonMises屈服面是一个圆柱体。s2s1s3s1=s2=s3圆柱体以s1=s2=s3为轴排列。注意如果应力状态在圆柱体内，不发生屈服。这意味着如果材料在静水压力下(s1=s2=s3)，再大的静水压力也不会引起屈服。从另一个角度看，偏离(s1=s2=s3)轴的应力参与计算vonMises应力{s}。从轴s1=s2=s3的角度看，vonMises屈服准则如下所示。e弹性塑性s2s1s3ssy主应力空间单轴

7、应力－应变范·米赛斯屈服准则缺省时，所有的率无关塑性模型采用vonMises屈服准则，除非另外说明。双线性等向强化(BISO)多线性等向强化(MISO)非线性等向强化(NLISO)双线性随动强化(BKIN)多线性随动强化(KINH&MKIN)Chaboche非线性随动强化(CHAB)Hill屈服准则(HILL)另一个有用的屈服准则是Hill准则，它是各向异性(vonMises是各向同性)。Hill准则可看作是vonMises屈服准则的延伸。Hill准则可写为：六个常数（Rxx，Ryy，