采用MSC Nastran Sol106进行弹塑性分析.docx

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1、采纳MSC Nastran Soll06进行弹塑性分析主题采用MSC Nastran Soll06进行弹塑性分析用途说明采用MSC NaStrdnSOl106进行弹塑性分析的前 处理具体步骤以及结果后处理的注意事项软件信息Patrax Nastran内容介绍 材料硬化曲线的定义 材料属性的定义 分析参数定义 塑性应变的后处理QA20120609弹塑性是指物体在外力施加的同时马上产生全部变形，而在外力解除的同时，只有部分变形马上消逝， 其余部分变形在外力解除后却永久不会自行消逝的性能。具有弹塑性的物体是弹塑性体。在弹塑性体的变 形中，有一部分是弹性变形，其余部分是塑性变形。在短期承受渐渐增加的外

2、力时，有些固体的变形分两 个阶段，在屈服点以前是弹性变形阶段，在屈服点后是塑性变形阶段。弹性是最常见的材料行为，而弹塑性是最常见、被讨论得最透彻的材料非线性行为。采纳屈服面、塑性势 和流淌定律的弹塑性力学模型，在20世纪初就已经建立起来。这些理论已经在金属等塑性领域获得了胜利 的应用，MSCNastran较早版本即具备弹塑性分析的功能，但有些用户对MSCNaStran中的弹塑性分析功 能比较生硫，下面以左侧固支、右侧均布600MPa拉伸力的带孔钢板为例进行一些操作介绍，便于用户把 握。L材料硬化曲线的定义一般金属材料在屈服后存在硬化现象，为了比较精确得到结构、位移应力、应变等结果，一般需要定义

3、材料的硬化曲线。该硬化曲线可以通过材料试验或查找有关材料手册而得。硬化曲线的定义可以通过 Patran中的Field功能定义，留意独立变量为应变，所定义的曲线为总应变和应力的关系曲线，参见下图。曲线点输入结束后可以通过Show的功能显示曲线，可以很直观地检查曲线的正确性，如下图所示。2.材料属性的定义时弹塑性分析，除了定义材料的弹性模量和泊松比外，还要定义材料的弹塑性部分，假如己经定义了硬化 曲线，此时只要将硬化曲线选中即可，如下图所示。3,分析参数定义首先要选择求解序列，MSCNastran有许多求解序列可用于求解弹塑性问题，对于般的弹塑性分析，经 典的SOllO6即可满意要求，如下左图所示

4、。对于更简单的弹塑性问题如有限应变的弹塑性问题可以选 Sol400. S0I6OO 或 Sol700 求解序列。选择好求解序列后，要定义子工况的参数，对SOIlO6序列来讲，主要是定义求解的步数、矩阵更新方法、 每次矩阵更新后用于迭代的次数。为保证收敛，下右图所示的例子中，采纳了 10个增量步、采纳半自动的 矩阵更新方法、每次矩阵更新只用于一次迭代即每次迭代都更新刚度矩阵。jAnalysis SoiuCionType MSC Nastran SciubonTypeSoMjonTypeCUNeARSTABC NONUNEAft SIATiC Cnormalmodes CbuckungC COMP

5、LEX EIGENVALUEO FREQUENCY RESPONSEC TRANSENT RESPONSE NONLjNEAR TRANStNTSeteaASETQSETNcrfMf *cacm hKjrrcr Cf I皿 txefwm :1。STime1j MBBW(MMMMK2NaYtwcfleraMmkUpdMen1Aiombie eroB pec bmcf:”Corwrome Of UiOcmr EaOrCLMEmr.WorfcEwNom UodesGducttnoSoiution ParametefSSolution Sequence 106IX TeCakre =一 .QK jj

6、COMl：IMPUCrTNONtJNEAR ODDAMSoUion上一页1 2下一页此外在输出定义中，一般要选上单元应变结果，由于塑形应变结果可以很直接地告知我们结构何时进入屈 服以及屈服区的大小。此外假如我们要看中间各步的结果,要在Interrnediate output Option右侧选Yes,如 下图所示。4.塑性应变的后处理对弹塑性分析，假如材料屈服了，所得到的最大等效应力通常比同等载荷条件下的弹性结果要小，整体应 力分布趋于匀称，参见下图。V-KM 12 SsMVll U ZS79 Maut Al Her WO K .UM *m Tmwr f kH MOHAVCRBOMW Wy/MTF除查看等效应力结果外，通常要查看等效塑形应变。一般状况下，塑性区只是结构的一小部分，如下图所 示，只是在孔边应力集中区进入屈服，最大等效塑性应变为00234,不算很大，还属于小应变状态。