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非线性静态分析背景

2021-1-29 10:42| 发布者: TerryZhang| 查看: 38| 评论: 0|原作者: TerryZhang|来自: 3D Fans

摘要: 线性静态分析假设载荷和所引发的反应之间的关系是线性的。例如,如果将载荷量加倍,反应(位移、应变、应力及反作用力等)也将加倍。所有实际结构在某个水平的载荷作用下都会以某种方式发生非线性变化。在某些情况下 ...
线性静态分析假设载荷和所引发的反应之间的关系是线性的。例如,如果将载荷量加倍,反应(位移、应变、应力及反作用力等)也将加倍。 
所有实际结构在某个水平的载荷作用下都会以某种方式发生非线性变化。在某些情况下,线性分析可能已经足够。在其他许多情况下,由于违背了所依据的假设条件,因此线性求解会产生错误结果。造成非线性的原因有材料行为、大型位移和接触条件。 
您可以利用非线性算例来解决线性问题。其结果可能会由于过程的不同而稍有不同。 
在非线性静态分析中,不考虑象惯性和阻尼力这样的动态效果。处理非线性算例与处理静态算例在以下方面有所不同: 
非线性对话框具有四个选项卡:求解、高级选项、流动/热力效应和说明。求解和高级选项卡设定解决问题所使用的计算过程的相关选项和参数。流动/热力效应和说明选项卡与静态算例属性对话框中的选项卡类似。
材料
对于静态算例,您只能选择线性同向性和线性正交各向异性材料。对于非线性算例,您还可以定义下列材料模型,此外:
非线性弹性 
von Mises 塑性(运动性与同向性) 
Tresca 塑性(运动性与同向性) 
Drucker Prager 塑性 
Mooney Rivlin 超弹性 
Ogden 超弹性 
Blatz Ko 超弹性 
粘弹性 
载荷和约束
当使用力控制方法时,约束和载荷被定义成时间的函数。对于粘弹性和蠕变问题以及非线性动态分析,时间是真实的。对于其他问题,时间是一个假定变量,它指定不同解算步骤中的载荷水平。
解决办法
非线性算例的求解包含计算不同解算步骤(载荷和约束水平)中的结果。其计算过程比线性静态算例的求解过程复杂。在求一个解算步骤中的正确收敛解时,程序会执行许多次迭代。因此,非线性算例的求解比线性静态算例的求解更耗费时间,对资源的要求也更高。

尽管程序会计算不同解算步骤中的结果,但它默认只保留最后一个解算步骤的结果。作为定义算例属性的一部分,您可以选择某些位置和解算步骤来保留其结果。
结果
结果可以作为时间的函数来获得。例如,应力可以在不同解算步骤中获得。除了查看最后一个求解步骤的结果外,您还可以查看结果,这些结果是在求解算例的属性中所请求的其它求解步骤的结果。对于算例属性中所选择的位置,您可以将结果与假定时间(载荷历史)的函数关系绘制成图表。
接触问题
接触是一种常见的非线性来源。静态算例允许使用小型和大型位移求解接触问题。以下是利用静态算例解决接触问题的一些局限:

如果使用大型位移,则只能在最后一个解算步骤中获得结果。在非线性算例中,您可以在每个解算步骤获得结果。 
如果存在不是由接触导致的非线性,则不能使用静态算例。这可能是由于非线性的材料属性、更改载荷或约束或者任何其他非线性所导致。 
如果在静态算例中使用大型位移解决接触问题,则当模型发生变形时,程序不会更新载荷方向。在非线性算例中,如果在算例属性中选中“以偏转更新载荷方向”,程序会根据每个解算步骤中所改变的形状来更新压力加载的方向。 
在非线性算例中,您可以控制解算步骤。在静态算例中,如果使用大型位移,程序会在内部设定解算步骤。



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