1、體積鎖定體積鎖定練習練習2參考參考: 培訓手冊培訓手冊單元技術單元技術 (2-64)Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-2練習練習2: 體積鎖定體積鎖定軸對稱方坯軸對稱方坯目的目的示范、檢測及減輕體積鎖定。示范、檢測及減輕體積鎖定。目標目標求解鍛造方坯的非線性分析求解鍛造方坯的非線性分析模型描述模型描述二維二維軸對稱方坯軸對稱方坯，彈性彈性-理想塑性材料理想塑性材料(BISO)剛性件剛性件柔形方坯柔形方坯Advanced Structural

2、 Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-3練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯1.讀入輸入文件讀入輸入文件“ANL_W02_VoluLock.inp”使用使用 GUI 菜單方法菜單方法:Utility Menu File Read Input From選擇文件選擇文件 “ANL_W02_VoluLock.inp”點擊點擊 OK或命令輸入方法或命令輸入方法:/INPUT, ANL_W02_VoluLock, inp 提示提示:這將讀入輸入文件這將讀入輸入文件, 生成

3、當前練習的幾何體、載生成當前練習的幾何體、載荷和邊界條件。將得到方坯的矩形網格和剛性目荷和邊界條件。將得到方坯的矩形網格和剛性目標面。標面。當前數據庫被刪除當前數據庫被刪除, 工作名改為工作名改為 “Exercise_2”。圖形和其它設置將與這些幻燈片一致。圖形和其它設置將與這些幻燈片一致。Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-4練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯2.驗證驗證 PLANE42 單元選項單元選項 (4-節點四

4、邊形節點四邊形)使用使用 GUI 菜單方法菜單方法:Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete 選擇選擇 “Type 1 PLANE42”點擊點擊 Options驗證單元選項驗證單元選項, 然后點擊然后點擊 OK選擇選擇 Close或命令輸入方法或命令輸入方法:/PREP7ETLIST提示提示:單元類型單元類型 1 是是 PLANE42 單元單元, 沒有沒有 “extra displacement shapes”。它提供一個完全積分。它提供一個完全積分的、基于傳統位移的單元的、基于傳統位移的單元 前已述及該單元容前已述及該單元容易易剪

5、切鎖定和體積鎖定剪切鎖定和體積鎖定。Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-5練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯3.添加彈性和非線性塑性特性添加彈性和非線性塑性特性使用使用GUI 菜單方法菜單方法:Main Menu Preprocessor Material Props Material Models 選擇選擇 “Structural Nonlinear Inelastic Rate Independent Isotrop

6、ic Hardening Plasticity Mises Plasticity Bilinear”首先提示輸入線性屬性首先提示輸入線性屬性, 點擊點擊 OK “EX” 輸入輸入“200”“PRXY” 輸入輸入“0.3” 點擊點擊 OK“Yield Stss” 輸入輸入 “0.7” “Tang Mod” 輸入輸入 “0”點擊點擊 OK選擇選擇 “Material Exit”或命令輸入方法或命令輸入方法:MP, EX, 1, 200MP, PRXY, 1, 0.3TB, BISO, 1, 1TBDATA, 1, 0.7, 0.0Advanced Structural Nonlinearities

7、 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-6練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯4.指定非線性分析的求解選項。指定非線性分析的求解選項。使用使用 GUI 菜單方法菜單方法:Main Menu Solution -Analysis Type- Soln Control 選擇選擇“Analysis Options” 下的下的 “Large Displacement Static”“Number of substeps” 輸入輸入 “100” “Max no. of substeps” 輸入輸入 “1

8、e5”“Min no. of substeps” 輸入輸入 “20”選擇選擇 “Frequency”下的下的“Write every substep”點擊點擊 OK或命令輸入方法或命令輸入方法:/SOLUNLGEOM, ONNSUBST, 100, 1e5, 20OUTRES, ALL, ALL提示提示:為了調試為了調試, 保存所有的中間結果。保存所有的中間結果。Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-7練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱

9、方坯軸對稱方坯求解問題前求解問題前, 最好看一下模型的網格、邊界條件和現有的其它單元最好看一下模型的網格、邊界條件和現有的其它單元, 以便更熟悉以便更熟悉模型。模型。有一個剛性目標面有一個剛性目標面, 其端部的控制節點控制它，外加位移作用于控制節點上，接其端部的控制節點控制它，外加位移作用于控制節點上，接觸單元覆蓋在變形網格上觸單元覆蓋在變形網格上, 如箭頭所示。如箭頭所示。軸對稱邊界條件軸對稱邊界條件(沿沿 X=0 有有 UX=0)和對稱平面邊界條件和對稱平面邊界條件(沿沿 Y=0 有有 UY=0) 也施加也施加在模型上。在模型上。采用采用 (a) 沒有特殊位移形狀的沒有特殊位移形狀的 PL

10、ANE42 單元和單元和 (b) B-Bar 方法的方法的 PLANE182 單單元求解模型。元求解模型。剛性目標面剛性目標面柔性方坯柔性方坯控制節點控制節點接觸單元接觸單元Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-8練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯5.求解非線性模型求解非線性模型使用使用GUI菜單方法菜單方法:Main Menu Solution -Solve- Current LS查看狀態窗口后查看狀態窗口后, 選擇選擇

11、 “File Close”關閉關閉它它點擊點擊 OK 開始分析開始分析或命令輸入方法或命令輸入方法:SOLVE 提示提示:因為這是一個非線性分析因為這是一個非線性分析, 求解可能需要幾分鐘求解可能需要幾分鐘, 與使用的硬件有關。與使用的硬件有關。最好檢查求解窗口最好檢查求解窗口(/STAT, SOLU) 以保證求解以保證求解設置正確。在這種情況下設置正確。在這種情況下, 問題維數問題維數(有有UX, UY自由度的二維問題自由度的二維問題)、非線性幾何效應的使用、非線性幾何效應的使用、子步數和輸出結果的頻率是最重要的設置。子步數和輸出結果的頻率是最重要的設置。Advanced Structura

12、l Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-9練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯6.查看靜水壓力最后結果。查看靜水壓力最后結果。使用使用 GUI 菜單方法菜單方法:Main Menu General Postproc -Read Results- Last Set該命令載入最后結果集。該命令載入最后結果集。Main Menu General Postproc Plot Results -Contour Plot- Element Solu 選擇左側選擇左側 “St

13、ress”, 然后選擇右側然后選擇右側 “HydrostPres HPRE”點擊點擊 OK , 畫出靜水壓力畫出靜水壓力或命令輸入方法或命令輸入方法:/POST1SET, LASTPLESOL, NL, HPRES提示提示:每個單元的靜水壓力有明顯的差異，這種棋盤狀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。方式表明體積鎖定是一個問題。Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-10練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱

14、方坯軸對稱方坯7.列出控制節點的反作用力。列出控制節點的反作用力。使用使用 GUI 菜單方法菜單方法:Main Menu General Postproc List Results Reaction Solu 點擊點擊 OK 列出反作用力列出反作用力。剛性接觸面的剛性接觸面的控制節點是節點控制節點是節點6?；蛎钶斎敕椒ɑ蛎钶斎敕椒?PRRSOL提示提示:請注意控制節點的反作用力請注意控制節點的反作用力, 它在它在 Y 方向為方向為-596。因為在剛性表面施加一個位移因為在剛性表面施加一個位移, 所以反作用力所以反作用力表明在表明在 Y 方向上移動剛性面方向上移動剛性面1 單位時需要多單位時

15、需要多大力。大力。下面下面, 把單元類型轉換為把單元類型轉換為 B-Bar 法的法的PLANE182單元。單元。Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-11練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯8.現在用現在用 PLANE182 B-Bar 法，重新進入前處理法，重新進入前處理器器, 改變單元類型。改變單元類型。使用命令輸入方法使用命令輸入方法:/PREP7ET, 1, 182, , , 1提示提示:對于該操作對于該操作, 使用

16、命令方法更容易使用命令方法更容易, 所以這里沒所以這里沒有介紹等效的有介紹等效的 GUI 菜單。菜單。我們已經把單元類型我們已經把單元類型 1 從從PLANE42單元轉換為單元轉換為PLANE182, 使用軸對稱選項。使用軸對稱選項。缺省時缺省時, PLANE182單元使用單元使用 B-Bar 方法方法, B-Bar 方法能很好地處理幾乎不可壓縮問題的體方法能很好地處理幾乎不可壓縮問題的體積鎖定。積鎖定。Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-1

17、2練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯9.重新求解非線性模型重新求解非線性模型使用使用 GUI 菜單方法菜單方法:Main Menu Solution -Solve- Current LS查看狀態窗口后查看狀態窗口后, 選擇選擇 “File Close”關閉它關閉它點擊點擊 OK 啟動分析啟動分析 或命令輸入方法或命令輸入方法:/SOLUSOLVE提示提示:單元類型轉為能處理體積鎖定的單元公式后單元類型轉為能處理體積鎖定的單元公式后, 重新運行這一問題。重新運行這一問題。Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop Suppl

18、ementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-13練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯10. 檢查靜水壓力最終結果檢查靜水壓力最終結果使用使用 GUI 菜單方法菜單方法:Main Menu General Postproc -Read Results- Last Set該命令載入最后結果集。該命令載入最后結果集。Main Menu General Postproc Plot Results -Contour Plot- Element Solu 選擇左側選擇左側 “Stress”, 然后選擇右側然后選擇右側 “HydrostPres

19、HPRE”點擊點擊 OK , 畫出靜水壓力畫出靜水壓力或命令輸入方法或命令輸入方法:/POST1SET, LASTPLESOL, NL, HPRES提示提示:這次這次, 當畫靜水壓力圖時當畫靜水壓力圖時, 沒有看到任何沒有看到任何棋盤棋盤狀方式狀方式。PLANE182 單元的單元的 B-Bar 方方 法是防止幾乎不可法是防止幾乎不可壓縮問題壓縮問題(即有限應變塑性即有限應變塑性)中體積鎖定的一種方中體積鎖定的一種方法。法。Advanced Structural Nonlinearities 6.0Workshop SupplementSeptember 30, 2001Inventory #001492W2-14練習練習2: 體積鎖定體積鎖定 . 軸對稱方坯軸對稱方坯11. 列出控制節點的反作用力。列出控制節點的反作用力。使用使用GUI菜單方法菜單方法:Main Menu General Post