體積鎖定練習(xí)2參考:培訓(xùn)手冊單元技術(shù)(2-64)練習(xí)2:體積鎖定

軸對稱方坯目的示范、檢測及減輕體積鎖定。目標(biāo)求解鍛造方坯的非線性分析模型描述二維軸對稱方坯，彈性-理想塑性材料(BISO)剛性件柔形方坯September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯1. 讀入輸入文件“ANL_W02_VoluLock.inp”

使用GUI菜單方法:UtilityMenu>File>ReadInputFrom…選擇文件“ANL_W02_VoluLock.inp”點擊[OK]

或命令輸入方法:/INPUT,ANL_W02_VoluLock,inp

提示:

這將讀入輸入文件,生成當(dāng)前練習(xí)的幾何體、載荷和邊界條件。將得到方坯的矩形網(wǎng)格和剛性目標(biāo)面。

當(dāng)前數(shù)據(jù)庫被刪除,工作名改為“Exercise_2”。

圖形和其它設(shè)置將與這些幻燈片一致。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯2. 驗證PLANE42單元選項(4-節(jié)點四邊形)

使用GUI菜單方法:MainMenu>Preprocessor>ElementType>Add/Edit/Delete…選擇“Type1PLANE42”點擊[Options]驗證單元選項,然后點擊[OK]選擇[Close]

或命令輸入方法:/PREP7ETLIST

提示:

單元類型1是PLANE42單元,沒有“extradisplacementshapes”。它提供一個完全積分的、基于傳統(tǒng)位移的單元–前已述及該單元容易剪切鎖定和體積鎖定。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯3. 添加彈性和非線性塑性特性

使用GUI菜單方法:MainMenu>Preprocessor>MaterialProps>MaterialModels…選擇“Structural>Nonlinear>Inelastic>RateIndependent>IsotropicHardeningPlasticity>MisesPlasticity>Bilinear”首先提示輸入線性屬性,點擊[OK]“EX”輸入“200”“PRXY”輸入“0.3”點擊[OK]“YieldStss”輸入“0.7”“TangMod”輸入“0”點擊[OK]選擇“Material>Exit”

或命令輸入方法:MP,EX,1,200MP,PRXY,1,0.3TB,BISO,1,1TBDATA,1,0.7,0.0September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯4. 指定非線性分析的求解選項。

使用GUI菜單方法:MainMenu>Solution>

-AnalysisType-Sol’nControl…選擇“AnalysisOptions”下的“LargeDisplacementStatic”“Numberofsubsteps”輸入“100”“Maxno.ofsubsteps”輸入“1e5”“Minno.ofsubsteps”輸入“20”選擇“Frequency”下的“Writeeverysubstep”點擊[OK]

或命令輸入方法:/SOLUNLGEOM,ONNSUBST,100,1e5,20OUTRES,ALL,ALL

提示:

為了調(diào)試,保存所有的中間結(jié)果。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯 求解問題前,最好看一下模型的網(wǎng)格、邊界條件和現(xiàn)有的其它單元,以便更熟悉模型。

有一個剛性目標(biāo)面,其端部的控制節(jié)點控制它，外加位移作用于控制節(jié)點上，接觸單元覆蓋在變形網(wǎng)格上,如箭頭所示。

軸對稱邊界條件(沿X=0有UX=0)和對稱平面邊界條件(沿Y=0有UY=0)也施加在模型上。

采用(a)沒有特殊位移形狀的PLANE42單元和

(b)B-Bar方法的PLANE182單元求解模型。剛性目標(biāo)面柔性方坯控制節(jié)點接觸單元September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯5. 求解非線性模型

使用GUI菜單方法:MainMenu>Solution>-Solve-CurrentLS查看狀態(tài)窗口后,選擇“File>Close”關(guān)閉它點擊[OK]開始分析

或命令輸入方法:SOLVE

提示:

因為這是一個非線性分析,求解可能需要幾分鐘,與使用的硬件有關(guān)。

最好檢查求解窗口(/STAT,SOLU)以保證求解設(shè)置正確。在這種情況下,問題維數(shù)(有UX,UY自由度的二維問題)、非線性幾何效應(yīng)的使用、子步數(shù)和輸出結(jié)果的頻率是最重要的設(shè)置。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯6. 查看靜水壓力最后結(jié)果。

使用GUI菜單方法:MainMenu>GeneralPostproc>

-ReadResults-LastSet 該命令載入最后結(jié)果集。MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>

-ContourPlot-ElementSolu…選擇左側(cè)“Stress”,然后選擇右側(cè)“HydrostPresHPRE”點擊[OK],畫出靜水壓力

或命令輸入方法:/POST1SET,LASTPLESOL,NL,HPRES

提示:

每個單元的靜水壓力有明顯的差異，這種棋盤狀方式表明體積鎖定是一個問題。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯7. 列出控制節(jié)點的反作用力。

使用GUI菜單方法:MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>

ReactionSolu…點擊[OK]列出反作用力。剛性接觸面的控制節(jié)點是節(jié)點6。

或命令輸入方法:PRRSOL

提示:

請注意控制節(jié)點的反作用力,它在Y方向為-596。

因為在剛性表面施加一個位移,所以反作用力表明在Y方向上移動剛性面1單位時需要多大力。

下面,把單元類型轉(zhuǎn)換為B-Bar法的PLANE182單元。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯8. 現(xiàn)在用PLANE182B-Bar法，重新進(jìn)入前處理器,改變單元類型。

使用命令輸入方法:/PREP7ET,1,182,,,1

提示:

對于該操作,使用命令方法更容易,所以這里沒有介紹等效的GUI菜單。 我們已經(jīng)把單元類型1從PLANE42單元轉(zhuǎn)換為PLANE182,使用軸對稱選項。

缺省時,PLANE182單元使用B-Bar方法,B-Bar方法能很好地處理幾乎不可壓縮問題的體積鎖定。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯9. 重新求解非線性模型

使用GUI菜單方法:MainMenu>Solution>-Solve-CurrentLS查看狀態(tài)窗口后,選擇“File>Close”關(guān)閉它點擊[OK]啟動分析

或命令輸入方法:/SOLUSOLVE

提示:

單元類型轉(zhuǎn)為能處理體積鎖定的單元公式后,重新運行這一問題。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯10. 檢查靜水壓力最終結(jié)果

使用GUI菜單方法:MainMenu>GeneralPostproc>

-ReadResults-LastSet該命令載入最后結(jié)果集。MainMenu>GeneralPostproc>PlotResults>

-ContourPlot-ElementSolu…選擇左側(cè)“Stress”,然后選擇右側(cè)“HydrostPresHPRE”點擊[OK],畫出靜水壓力

或命令輸入方法:/POST1SET,LASTPLESOL,NL,HPRES

提示:

這次,當(dāng)畫靜水壓力圖時,沒有看到任何‘棋盤狀方式’。

PLANE182單元的B-Bar方法是防止幾乎不可壓縮問題(即有限應(yīng)變塑性)中體積鎖定的一種方法。September30,2001練習(xí)2:體積鎖定

...軸對稱方坯11. 列出控制節(jié)點的反作用力。

使用GUI菜單方法:MainMenu>GeneralPostproc>ListResults>

ReactionSolu…點擊[OK],列出反作用力，剛性接觸面的控制節(jié)點是節(jié)點6。

或命令輸入方法:PRRSOL

提示:

請注意控制節(jié)點的反作用力,在Y方向為-488。

若把沒有特殊形狀函數(shù)選項