אנסיס הדרכים לניתוח התנהגות חומר לא ליניארי

ניתוח התנהגות חומרי לא ליניארי מייצג את אחד ההיבטים הקריטיים והמאתגרים ביותר של סימולציה הנדסית מודרנית. כמו מבנים ורכיבים הם כפופים לתנאי טעינה תובעניים יותר ויותר, הבנה כיצד חומרים מגיבים מעבר לגבולות האלסטיים שלהם הופכת חיונית לתכנון מדויק, הערכת בטיחות ואופטימיזציה ביצועים.מערכות לא ליניאריות של פלסטיק, מולטי לינארית, וחומרים היפרליגנטיים גורמים לנוקשות של מבנה להשתנות ברמות עומס שונות (ו, בדרך כלל, מספק תגובות מתמטיות מורכבות כדי ללכוד מודלים של חומרים מורכבים במיוחד, שנועדומים).

מדריך מקיף זה חוקר את המושגים הבסיסיים, אסטרטגיות יישום מעשי, ומדריכים מתקדמים לביצוע ניתוח התנהגות חומרית לא ליניארית ב- ANSYS. בין אם אתה ניתוח פלסטיות, סימולטור חומרים היפרליסטים דמויי גומי, או הערכה של תופעות זחילה תלויות זמן, שליטה בטכניקות אלה חיונית לייצור תוצאות סימולציה אמינות שיכולות להנחות החלטות הנדסיות קריטיות.

הבנה של התנהגות לא לינארית

מה קובע את החומריות

ישנם מספר סוגים של אי-לינאריות, כגון חומר, גיאומטרי, וגבולות שאינם ליניאריות, עם הסוג הנפוץ ביותר של אי-לינאריות להיות החומרי הלא-לינאריות שנצפה כתוצאה מהלא-לינאריות בהתנהגות המגבילה את הלחץ.חומר לא ליניאריות מתרחשת כאשר היחסים בין לחץ לבין מתח דה-לשוניים מן המידתיות הפשוטה שתוארה על ידי חוק הוק.

הבנה כאשר אנו משתמשים בניתוח חומרים לא ליניארית היא חיונית לדיוק סימולציה.חומר לא לינאריות משמש כאשר אנו רוצים להתבונן בהתנהגות ובתוצאות של המבנה, במיוחד באזור אשר מפגין מתחים גבוהים יותר מאשר כוח התשואות (מכיוון זה קובע כי האזור הזה הוא המקום שבו עיוות הפלסטיק הקבוע יהיה מאוד דומיננטי ניתוח קו לינארי).

סוגים של אי-לינאריות חומריות ב- ANSYS

ANSYS תומכת במגוון רחב של התנהגויות חומריות לא לינאריות, כל אחת מתאימה לתופעות פיזיות שונות וליישומים הנדסיים. Creep, מהירויות, ו-incoelasticity מעלה לאי-לינאריות שיכולות להיות זמן, קצב, טמפרטורה, וכבדות.הקטגוריות העיקריות של מודלים חומריים לא לינאריים הזמינים ב- ANSYS כוללות:

מודל השקיפות:0 (FLT:1) לתפוס עיוות קבוע במכות וחומרים אחרים כאשר מדגישים את הגבלת התשואות
(ב) ,0) מודלים של חומרים דמויי גומי ו-Elastomers:
(ב) ,0) מודלי חילוף: 1FLT: 1) חישוב תלוי בזמן על ידי טעינה מתמשכת, במיוחד בטמפרטורות גבוהות
מודלי תפוצה:0 (Viscoplastic Models:FLT:1irשלב הפלסטיות התלות-תלויות בקצב עם אפקטים תלויים בזמן
(ב) ,0) מודלים אנדסקוליסטיים: FLT:1 מיצג חומרים המציגים את שני המאפיינים של סקופוס וגמישות
(ב) ,0) מודל זיכרון Alloy: 1FirLT חומרים סימלוטיים שיכולים לשחזר את צורתם המקורית לאחר עיוותים גדולים

כל אחד מסוגים אלה של תכונות חומריות לא ליניאריות יכול להיות משולב בניתוח שלך אם אתה משתמש בסוגים של אלמנטים מתאימים.הבחירה של המודל החומרי המתאים תלויה בחומר הספציפי שניתח, תנאי הטעינה, טווח הטמפרטורה, והתופעות הפיזיות של עניין.

להתחיל עם מודלים לא לינאריים

גישה ל- Model Definitions

ב- ANSYS Workbench, תכונות חומריות מוגדרות באמצעות ממשק הנתונים להנדסה, המספק גישה להתנהגויות חומר ליניאריות ולא לינאריות.אם חומר מציג התנהגות לא לינארית של לחץ, השתמש במשפחת הפקודות כדי להגדיר את מערכות היחסים החומריות הלא לינאריות מבחינת שולחן נתונים.עבור משתמשים שעובדים עם ANSYS מכני APDL, ה- TB (data) מספקים את המנגנון העיקרי להגדרת התנהגויות מורכבות.

תהליך ההגדרה החומרית בדרך כלל כרוך במספר שלבים עיקריים:

Define Basic לינארי תכונות (המודולולוs של יאנג, יחסו של Poisson, צפיפות)
בחר את המודל החומרי הלא-לינארי המתאים מהאפשרויות הזמינות
חישוב פרמטרים ספציפיים חומרים המבוססים על נתונים ניסיוניים או מפרטים חומריים
בדוק התנהגות חומרית באמצעות הדמיה של עקומת מתח
לחתום על החומר לרכיבי גאומטריה מתאימים

ANSYS מספקת כלי הדמיה כגון TBPLOT המאפשר למשתמשים להציג את התנהגות הלחץ לפני הפעלת הניתוח, עוזר לזהות שגיאות קלט פוטנציאליות או הגדרות חומר לא מציאותי.

הבנת דרישות נתונים

ניתוח חומרים לא לינארי דורש נתונים ניסיוניים באיכות גבוהה.מודלים חומריים שונים יש דרישות נתונים שונות.עבור מודלים פלסטיים, אתה צריך להגדיר עקומה דו-לינארית של אי-טרופיה, או עקומה רב-לנארית מתחת לעץ הנתונים הפלסטיים בנתונים הנדסיים ב- Workbench. נתונים אלה בדרך כלל מגיעים מבדיקות לא-שיאליבות שמדידת את התנהגות הלחץ מעבר למגבלת הגמישות.

עבור חומרים היפראלסטיים המשמשים למודל גומי ו- elastomers, תצורה של מבחן מרובים עשוי להיות הכרחי לאפיין באופן מלא את ההתנהגות החומרית.סוגי מבחן Common כוללים מתח לא-שיקלי, מתח נפשי, מתיר קריין, ודחיסה נפחית.שילוב של בדיקות אלה מספק נתונים מקיפים על פני מצבי עיוות שונים, הבטחת תחזיות מדויקות בתנאי טעינה מורכבים.

ניתוח Creep דורש נתונים תלויים בזמן המתקבל ממבחנים המצלמים שבהם דגימות נתונים חשופים ללחץ קבוע בטמפרטורות ספציפיות, והזן המתקבל נמדד על פני תקופות ארוכות.מידע זה משמש כדי לזרז את הפרמטרים בחוק המצמרר בתוך ANSYS.

קביעת ניתוח חומרים לא ליניארי ב- ANSYS

אפשרויות ניתוח לא ליניארי

ביצוע ניתוח חומרים לא ליניארי ב- ANSYS דורש הגדרות ניתוח ספציפיות ובקרות ניתוח.הניתוח חייב להיות מוגדר כדי להסביר את האופי הרציני של פתרונות לא לינאריים.In ANSYS Workbench, אפקטים לא לינאריים נשלטים באמצעות לוח הגדרות הניתוח, שבו משתמשים יכולים לאפשר אפקטים גדולים של מחיקה, התאמת קריטריונים, וסימון בקרת פתרון.

הגדרות מפתח לניתוח חומרים לא ליניארי כוללים:

(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : "התרחשות" (ב) כאשר אי-לינאריות גיאומטרית מלווה חומר לא לינאריות
(ב) ⁇ :0) ⁇ : 1FLT: שליטה בתהליך ההטענה המצטבר, עם יותר חתכים המספקים התכנסות טובה יותר לבעיות לא ליניאריות
(ב) ⁇ :0) ,Automatic Time Stepping: FLT:1 מאפשר ל- ANSYS להתאים את הגדלים של שלב בהתבסס על התנהגות ההתכנסות
(FLT:0) אפשרויות ניוטון-רפסון: שליטה בנוהל הפתרון הרציני המשמש לפתרון משוואות לא לינאריות
(ב) ⁇ :0) , ⁇ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

קביעת ניתוח לא ליניארי כרוך יישום טעינה בהדרגה, אשר מסייע לפתירת פתרונות מדויקים על ידי הימנעות קפיצות פתאומיות בתגובה חומרית.טעינה ראמאד בדרך כלל המועדפת על טעינה מוגברת עבור רוב ניתוחים חומרים לא ליניאריים.

שיקולים עבור Non ליניארי Analysis

איכות Mesh הופכת אפילו יותר קריטית בניתוח חומרים לא ליניארי בהשוואה לניתוח ליניארי. השתמש בדחיסות מרש נאותה כדי ללכוד מתח ⁇ s והתנהגות חומרית במדויק, במיוחד באזורים שבהם עיוות פלסטי או אפקטים לא ליניאריים אחרים צפויים להתרכז.

עבור ניתוח חומרים לא ליניארי, לשקול את ההנחיות הבאות:

השתמש באלמנטים מסדר גבוה יותר (quadratic) כאשר ניתן להורדת דיוק לחץ טוב יותר
סירוב לדבור באזורים הצפויים לעבור עיוות פלסטי או זנים גדולים
ודא יחס היבט נאותה של היבט היבט כדי למנוע בעיות מספריות
שקול באמצעות ניתוק הסתגלות לבעיות עם ריכוזי מתח מתפתחים
בדוק עצמאות מרש על ידי השוואת תוצאות עם משות מעודן בהדרגה

עבור אזור cohesive מבוסס מגע מודל בעיות, שבו mesh יכול להיות גם coarse כדי ללכוד את התנהגות debonding המקומי כראוי או גבוה מודעות גבוהה קיים בין שני חומרים רכים, אתה יכול להשתמש לא לינארית הסתגלות כדי ללכוד את מתח ⁇ s ולשפר את דיוק הפתרון. ANSYS לשחרר 2025 R1 וגרסאות מאוחר יותר כוללים תכונות הסתגלות לא לינאריות משופרת כי באופן אוטומטי הזזמיך אותי במהלך הפתרון.

תנאים חמורים ועומס

יישום נכון של תנאי גבול ועומסים הוא חיוני לניתוח חומרים לא ליניארי מוצלח.בניגוד לניתוח ליניארי שבו חלה על סופרפוזיציה, ניתוח לא לינארי דורש שיקול זהיר של היסטוריה עומס וריצוף.כל צעד עומס בונה על המדינה הקודמת, מה שהופך את סדר יישום העומס משמעותי.

שיטות הטובות ביותר ליישום עומסים בניתוח חומרים לא ליניארי כוללים:

החל עומסים בהדרגה דרך מספר שלבים ולא בצעד אחד
השתמש בטעינה מבוקרת עקירה כאשר חומר מתכווץ צפוי
שקול עומס תרמי ואת ההשפעות שלהם על תכונות החומריות כאשר התנהגות תלות בטמפרטורה מעורבת
יישום הגדרות מגע בזהירות, כמו מגע לא ליניאריות לעתים קרובות מלווה חומר לא ליניאריות
מעקב אחר כוחות וגירושים כדי לאמת את הסבירות הגופנית

Tutorial 1: מודל פלסטיות מתכת

הבנה של Metalplasticity

הפלסטיות במכות מייצגות את אחת ההתנהגויות החומריות הלא לינאריות הנפוצות ביותר שנפגשו ביישומים הנדסיים.בחומרים אלסטופלסטיים, שכן הלחץ עולה מעבר לסף (הידוע כהגבלת התשואות), התנהגות הלחץ הופכת לא ליניארית יותר ויותר, ועם עומס מוחלט, זן חיוור (הידוע כזן פלסטיק) נשאר, אשר מתואר כהתנהגות מפלסטיקה שנצפת בחומר.

מודלים של פלסטיק מתכת ב ANSYS יכולים ללכוד התנהגויות קשות שונות:

(FLT:0) בינארי איסוטרופי הארדינג: ⁇ 1 (המודל הפשוט ביותר עם התנהגות גמישה ליניארית עד לתשואות, ואחריו קשיחות פלסטיק ליניארית
(FLT:0)Multilinear Isotropic Harding:OVAFLT:1) מאפשר הגדרה של עקומות מלחץ שרירותי באמצעות מספר נקודות נתונים
(FLT:0) icharding:FLT:1reas את אפקט Bauschinger עבור יישומי טעינה מחזוריים
(ב) ⁇ :0) ,ב"הההרדינג: "הההקשה על ההנעה המרבית" (FLT:1)

כדי ללמוד על אפשרויות המודל החומרי לתיאור התנהגות פלסטיות, ראה הפלסטיות התלות של שיעור בנוגע להגדרה החומרית.תיעוד ANSYS מספק מידע מפורט על הרקע התיאורטי וביצוע של כל מודל הפלסטיות.

שלב אחר-שלב פלסטיות ניתוח

כדי לבצע ניתוח פלסטי ב- ANSYS Workbench, בצע את השלבים המקיפים אלה:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

Open Engineering Data ו-Autos Create a new material or choose an קיים
Define לינארי תכונות (Young's Modulus and Poisson's Ratio)
ניווט לחלק הפלסטיות ובחר "Bi ליניארי Isotropic Harding" או "Multi ליניארי Isotropic Harding"
עבור מודל דו-לינארי, קלטו כוח ו-Tangent Modulus
עבור מודל רב לינארי, נתונים בלחץ קלט מתוצאות הניסוי ניסיוני
לבדוק את עקומת הלחץ נראה הגיוני

2 (ב) 2 (גיאומטריה ומרש"פ)

יבוא או ליצור את הגיאומטריה של הרכיב כדי לנתח
ליצור מאפר עם הזיכוך המתאים באזורי פלסטיק צפויים
השתמש באלמנטים קוואדרטיים לשיפור הדיוק של הלחץ
בדוק מדדים איכותיים (יחס ספציפי, skewness, אוטוקונלי איכות)

(ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בהגדרות ניתוח סטריקטלטוריות סטטיות, ניתן "לארג דה השתקפות" אם אי-לינאריות גיאומטרית צפויה
מספר תת-שלבים (בדרך כלל 10-50 לבעיות הפלסטיות)
ניתן "Auto Time Stepping" עם תת-צעדים מינימליים ומרביים
קריטריונים של התכנסות אם ערכי ברירת מחדל גורמים לבעיות התכנסות

(ב) ,0) ,4 ,4 ,9 תנאים ועומסים

שימוש בבקשות קבועות או מגבלות עקירה
החל עומסים בהדרגה (שימוש בטעינה מוגברת)
שקול באמצעות טעינה מבוקרת עקירה להתנהגות לאחר-הסבר

(ב) [15] ,5 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תוצאות חיפוש עבור מתח שווה ערך (von Mises), זן פלסטיק שווה ערך, ועיוות
לפתור את הניתוח ו לפקח על התנהגות ההתכנסות
סקירה של הפצת זנים פלסטיים לזהות אזורים מניבים
בדוק כי ערכים מתחים רמת או ליד כוח התשואות באזורים פלסטיים מלאים
יצירת עקומות של כוח כדי להבין את התגובה המבנית הכוללת

תוצאות פלסטיות

הקו הצהוב הוא עקומת הלחץ החומרית ליניארית והחלק האלסטי של עקומת הלחץ החומרי הלא ליניארי, עם חומרים ליניאריים המאפשרים ללחץ להמשיך ללא הגבלה, בעוד עם חומרים לא ליניאריים, כמו הזנים, הלחץ עולה את החלק האלסטי עד נקודת התשואות, ולאחר מכן לעקוב אחר החלק הפלסטי השטופטר.

כאשר בוחנים את תוצאות ניתוח פלסטיות, שימו לב:

(ב) אזורים של פלאנט (FLT:0) :0 (Equivalent plastic Strain:FLT:1)
(ב) ⁇ :0) ,Von Mises Stress: FLT:1 לא יעלה באופן משמעותי על כוח התשואות באזורים מפלסטיק
(ב) ,0) רפורמות: 1 (ה) תהיה גדולה יותר מאשר תחזיות לינאריות גמישות.
(ב) ,0) כוחות פעולה: 1.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.10.17.

נושאים משותפים בניתוח פלסטיות כוללים תשואה מוקדמת עקב ריכוזי מתח, קשיי התכנסות כאשר זנים גדולים של פלסטיק מתפתחים, והגדרות חומריות לא מציאותיות.תמיד לאמת תוצאות נגד נתונים ניסיוניים או השוואות ידועות במידת האפשר.

קונסוליה 2: Hyperelastic Materials Simulation

יסודות של Hyperelasticity

חומר נאמר להיות היפרליסטי אם קיים פונקציה פוטנציאלית גמישה (או תפקוד צפיפות אנרגיה מתוח), המהווה פונקציה מדרגרית של אחד הזנים או עיוות עשרות, ואת hyperelasticity ניתן להשתמש כדי לנתח חומרים דמויי גומי (elastomers) העוברים זנים גדולים ועקירות עם שינויים קטנים (חומרים לא יציבים) בניגוד לפלסטיק, היפרליציפיות היפרליטיות הן לחלוטין עבור מודלים פולימרים ביולוגיים, שהופכים לרקמות אלה, והופכים אותם לרקמות והופכים אותם לרקמות ביולוגיות, ושינויים קטנים.

ANSYS מציעה מודלים חומרים היפר-אלגנטיים רבים, כל אחד מתאים לחומרים שונים ולטווחי עיוות:

(ב) מודל פשט:0) Neo-Hookean: FLT:1 (המודל הפשוט ביותר) המתאים לזנים בינוניים עד 30-40%
(ב) כרך 1:0 (Mooney-Rivlin:FreaLT:1 ; 2-parameter או מודלים מסדרים גבוהים יותר להתנהגות גומי כללית
(ב) מודל 3-parameter יעיל עבור עיוותים לא-שיניים ו-biaxial deformations
(FLT:0)Ogdenmia: מודל גמיש שיכול להתאים נתונים ניסיוניים מורכבים במדויק
(FLT:0) ,Arruda-Boyce:FLT:1) מודל מבוסס פיזית שמקורו בשרשרת פולימרנית
(ב) ⁇ :0 (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

בחירת המודל ההיפרליסטי המתאים תלויה בנתונים הקיימים של הבדיקה, טווח הזן הצפוי, ואת מצבי עיוות החומר יחוו בשירות.

תכונות Hyperelastic Materials

סימולציה היפר-רלאית יעילה דורשת התאמה חומרית מקיפה באמצעות מצבי מבחן מרובים.מדינות שונות המפעילות היבטים שונים של תפקוד האנרגיה של הזן, ולכן מסתמכות על סוג מבחן יחיד יכול להוביל לתחזיות לא מדויקות תחת עומס מורכב.

תצורה סטנדרטית של חומרים היפר-אלגנטיים כוללת:

(ב) ⁇ :0 ⁇ ⁇ : ⁇ : 1 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ויקרא י"ד: "ה' י"א: "ה'" (ב"ב) ,"ב"ב"ה, ב"ב" (ב"ב), ב"ה', ב"ד).
(ב) ויקרא י"א): "ה' ירא" (שם יח): "ה', ויקרא י"ד)
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ANSYS מספקת כלים מתאימים לעשבים שיכולים לקבוע פרמטרים חומריים אופטימליים מנתוני הניסוי הניסויים הניסוייים.התוכנה יכולה להתאים למספר רב של נתוני בדיקה בו זמנית, ולהבטיח שהמודל החומרי מייצג באופן מדויק התנהגות בכל מצבי עיוות.

ניתוח Hyperelastic Analysis

קביעת ניתוח היפר-ליגנטי ב- ANSYS היא זרימה דומה של ניתוח פלסטיות, אך עם שיקולים ספציפיים לעיוותים גדולים:

(ב) ,0) תהליך ההגדרה של מגנט:

בהנדסת נתונים, ליצור חומר חדש עבור המרכיב ההיפרליסטי
לנווט את הקטע היפראלסטי ולבחור את המודל החומרי הרצוי
נתונים של Input test מאפיון ניסיוני או להשתמש בכלים המתאימים למשטח
עבור עקומה מתאימה, נתוני ייבוא לחץ מטיפוסי מבחן מרובים
המונחים: logic andיציבותאינדיקטורים
בדוק כי עקומות מתאימות להתאים נתונים ניסיוניים בכל מצבי הבדיקה

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

השתקפות גדולה חייבת להיות זמינה לניתוח hyperelastic
השתמש בצעדים מספיקים כדי ללכוד את התגובה של חוסר איזון עומס לא ליניארי
שקול באמצעות טעינה מבוקרת עקירה עבור התכנסות טובה יותר
חיפוש קו אפשרי אם בעיות ההתכנסות מתעוררות
השתמש בנוסחאות של אלמנטים מתאימים (aרִיק מרכיבים מתוחזקים לחלוטין עבור חומרים כמעט בלתי-ממדיקים)

תורת אימון גדולה נדרשת (NLGEOM,ON) לכל הניתוחים ההיפרדליים.הלא ליניאריות הגיאומטרית הנובעת מעיוותים גדולים אינה קשורה להתנהגות חומרית היפראליסטית ולא ניתן להתעלם ממנה.

טכניקות מתקדמות של Hyperelastic Modeling

עבור יישומים היפר-לגנטיים מורכבים, כמה טכניקות מתקדמות יכולות לשפר את הדיוק וההתכנסות:

(FLT:0) Mullins Effect: 1FLT) חלק מהאלסטומרים מציגים לעיתים קרובות מתח במהלך מחזור הטעינה הראשון, הידוע בשם אפקט מולינס. ANSYS יכול לעצב תופעה זו באמצעות אפשרויות חומרים מיוחדות המעקבות אחר ההיסטוריה של טעינה והתאמה של התגובה הלחץ בהתאם.

(FLT:0)Viscoelastic Effects: FLT:1 elastomers באמת לעתים קרובות להפגין התנהגות תלויה בזמן, בנוסף היפראלסטיות. ANSYS מאפשר שילוב של מודלים היפר-אלסטיים ונטוליסטים כדי ללכוד הן תגובה חד-משמעית גדולה ורגיעה תלויה בזמן או זחילה.

(FLT:0 ; הסתמכות Temperature:FLT:1ture Properties להשתנות באופן משמעותי עם טמפרטורה.

(FLT:0) ניגודיות לדיכאון: ⁇ 1 (רוב elastomers הם כמעט בלתי-ממד (יחסו של Poisson מתקרב ל- 0.5).

קונסולת 3: התנהגות תחת טמפרטורה גבוהה

הבנת Phenep Phenomena

Creep הוא זמן תלוי, בעוד הפלסטיות אינה. Creep מייצגת את הנטייה של חומרים לעיוות לצמיתות תחת עומס מתמשך לאורך זמן, במיוחד בטמפרטורות גבוהות. חומר המציג חרטה יתפוצץ באופן רציף תחת עומס קבוע, להבדיל אותו מעיוות פלסטיק מיידי.

התנהגות קרייפ בדרך כלל מתקדמת דרך שלושה שלבים נפרדים:

(ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ,0) ,2ary Creepvemia: 1FLT:1 Steady-state שלב עם שיעור זחילה קבוע, לעתים קרובות השלב הארוך ביותר
(ב) ,0) , חליל: 1 (הבא) ,התחילה בירידה בכישלון עקב נזק

ANSYS מספקת מודלים רבים של חלחול כדי ללכוד התנהגויות אלה, כולל ניסוחים מצמררים אימפולסיביים עבור יישומים כלליים ומצוץ מפורש עבור עקומות מצפצמות מאוד לא ליניארית.עבור מתח מצמרר מאוד לעומת עקומות זמן, מצמרר מפורש דורש צעד קטן, והליך אופטימיזציה של זמן מפוספס זמין כדי להתאים את הזמן באופן אוטומטי כמו מתאים.

מודלים חומריים ב- ANSYS

ANSYS מציעה מספר חוקים המצטפים המתארים את היחסים בין שיעור המתח, הלחץ, הטמפרטורה והזמן:

(FLT:0) מודלים של קריפ פריים: 1 Strain-Harding, Time-Harding, and Generalized אקספוננציאלי
מודלי ה-Creep:0IIary Creep Models:FLT:1 נורטון (חוק כוח), פרואקטיבי ורציונלי פולינומרי
(ב) מודלי ה-FLT:0) שילוב: 1Gate Garofalo, זמן משתנה, ומשך זמן מוקשה
(ב) ,0 משתמשים (המכונה: ⁇ ): ⁇ 1) מאפשר יישום חוקי הזדחלים המותאמים אישית באמצעות תת-קרקעית משתמשים

מודל כוח Norton המצמרר הוא אחד הנפוצים ביותר, המבטא את שיעור הזנים המצמרר כתפקוד של מתח וטמפרטורה דרך המשוואה: שיעור המצאות = C1 × ⁇ C2 × exp(C3/T), שבו C1, C2 ו- C3 הם קבועים חומרים שנקבעו מנתוני מבחן חולפים.

עקבו אחרי Creep Analysis

ניתוח Creep ב ANSYS דורש תשומת לב זהירה למאפיינים של זמן וטמפרטורות תלויות:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

תכונות גמישות תלויות טמפרטורה (המודולו של יאנג, יחסו של פומפסון)
בחרו מודל מתאים של ה- Creep במסגרת הנדסה
קבועות צץ אינקט נגזר מניסויים ניסיוניים
Define מספר נקודות טמפרטורה אם התנהגות זוחלת משתנה באופן משמעותי עם טמפרטורה
בדוק תחזיות זן מטבול נגד נתוני מבחן ידועים

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שימוש ב-Transient (Time-dependent) Analysis
Define המתאים טווח כיסוי חיי השירות או משך הבדיקה
הגדר את המצע הראשוני קטן מספיק כדי ללכוד את החרטה הראשונית באופן מדויק
זמן אוטומטי אפשרי צעד כדי להתמודד עם שיעורי צואה שונים ביעילות
החל עומסי טמפרטורה אם ניתוח תרמי הוא בשילוב עם צמר
שקול מחדש את הלחץ להפיץ כהתקדמות חולפת

(ב) ,0) תנאי סליחות ו-Boundary Conditions:

החל עומס מכני שנשאר קבוע במהלך תקופת המצמרר
התפלגות טמפרטורה Define (uniform או שינוי)
שקול את ההשפעות התרמיות אם שינויים בטמפרטורה מתרחשים
החל מגבלות המאפשרות עיוות מצמרר להתפתח

תוצאות ניתוח Creep Analysis

תוצאות ניתוח Creep מספקות תובנות להתנהגות החומרית ארוכת טווח ויושרה מבנית:

(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) שיעור הפחתת ה[[המאה ה-20]]: [[1924]]]]]]]]
(ב) התפלגות מחדש של ה-FLT:1 מדגיש משתנה עם הזמן, כאשר חלץ מאפשר העברה לאזורים נוקשים יותר
(ב) ניתן להעריך את ה-FLT:0)Time to Fail: FLT:1 אם נעשה שימוש במודלים של צואה טריטרינריים

מתח זחיל מול הזמן כדי לאמת כי הניתוח ללכוד את השלבים הצפויים.העקומה צריכה להראות ירידה במדרון במהלך המצמר הראשוני, מדרון קבוע במהלך צמר משנית, ולהגדיל את המדרקון אם מצמרר טריטרי הוא מודל.

יישומים מעשיים של ניתוח

ניתוח Creep הוא חיוני עבור יישומים הנדסיים רבים בטמפרטורה גבוהה:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
מבנה החלל:0 (Aerospace Structures: FLT:1) רכיבי מנוע וחלקי אוויר חשופים לטמפרטורות גבוהות
(ב) ⁇ :0) עיבוד: כלי תגובה 1 (FLT:1) ומערכות צנרת טיפול בנוזלים עתיריים

עבור יישומים אלה, חיזוי חיץ מדויק הוא קריטי עבור קביעת מרווחי בדיקה, לחזות את החיים הנותרים ולמנוע כישלונות קטסטרופליים.

Tutorial 4: ניתוח עיוות גדול

גיאומטרי אי-לינאריות וחומריות

ניתוח עיוות גדול משלב אי-לינאריות גיאומטרית עם אי-לינאריות חומרית כדי ללכוד את התגובה המבנית המלאה כאשר שני ההשפעות הן משמעותיות. מבנים דקים עוברים סיבובים גדולים ועקירות למרות החוק של הוק מספק חומר; אלה ידועים כמו לא ליניאריות גיאומטרית. כאשר חומרים גם מציגים התנהגות לא ליניארית של לחץ, שני מקורות של אי-לינאריות חייבים להיחשב בו-זמנית.

אי-לינאריות גיאומטרית נובעת ממספר מקורות:

(FLT:0)Large Displacements:FLT:1) גיאומטריה Deformed שונה באופן משמעותי מהתצורה המקורית
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
שינויים:0 שינוי: הטמעת מספר 1 (ב) ומעמד מגע מתפתח במהלך עיוות

השילוב של חומר ולא ליניאריות גיאומטרית חשוב במיוחד עבור יישומים מעורבים מבנים מעוקלים, רכיבי גומי, היווצרות מתכת וסימולציות ביומכניות.

ביצוע ניתוח גדול

ניתוח עיוות גדול דורש לאפשר אפשרויות פתרון מתאימות ושימוש ניסוחים אלמנטים מתאימים:

(ב) ,0) ,4 ,4 ,5 ,

ניתן ל-Large Deset בהגדרות ניתוח (זה מפעיל NLGEOM ב- APDL)
השתמש בנוסחאות לגריאנגיאן מעודכנים (התאוששות ב- ANSYS for Large Deformation)
להגדיל את מספר ה- substeps כדי ללכוד עיוות מתקדם באופן מדויק
חיפוש קו אפשרי לשיפור ההתכנסות עבור אי-לינאריות חמורה
שקול באמצעות שיטת קשת עבור התנהגות של רצף או פלאש-back

(ב) ◄ בחירה: 1

השתמש באלמנטים של טכנולוגיות נוכחיות (SOLID185, SOLID186, SHELL181 וכו ') התומכים בנוסחאות זן גדולות
להימנע מאלמנטים מורשת אשר אינם יכולים להתמודד עם עיוותים גדולים כראוי
בחר ניסוחים של אלמנטים מתאימים לחומרים כמעט בלתי-מוסמכים
השתמש באלמנטים אינטגרציה מופחת בזהירות ולבדוק במשך שעות

(ב) ,0) ,(הופנה מהדף (ב)

מודלים היפראלסטיים באופן טבעי דורשים תאוריה גדולה
פלסטיק יכול להשתמש או קטן אימון או גדול
ודא מודל חומרי תואם עם גדול deformation kinematics
שקול מדד מתח (Cauchy, 2nd Piola-Kirchhoff) המתאים ליישום

אסטרטגיות להפרעות עיוות גדולות

ניתוחים גדולים עם חומרים לא ליניאריים יכולים להציג אתגרים משמעותיים של התכנסות.אסטרטגיות יעילות כוללות:

(ב) ויקרא י"א: "ה', ב'"ה', ב'"ה', "וַיְּהִיתִיא" (בראשית כ"ד, ט)
(ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) ,החליפה: 1FLT:1 , שמור תוצאות ביניים כדי להתחיל מחדש ממדינות מתכנסות אם מתרחשת פיזור
(ב) ,0) ,ב"ה: "הנחה" (ב) את הסעיף הראשון, כאשר הקשיים ההתכנסות מופיעים כאשר הקשיים התכנסים
(ב) נספח:0) , נספח 1: , נספח 1 (ב) מתואם אפשרויות לחיזוי כדי לשפר את הניחוח הראשוני לכל תת-צעד

מעקב אחר מדדי התכנסות בקפידה במהלך פתרון.כוח וקריטריונים של התכנסות רגע הם בדרך כלל אמינים יותר מאשר קריטריונים לעקירה לבעיות עיוות גדולות.

תוצאות של Deformation

תוצאות מניתוח עיוות גדול דורשות הבנה של תצורה ההתייחסות:

(ב) 0 (Deformed Shape:FLT:1 תמיד להציג תוצאות על גיאומטריה מופרכת כדי להבין את חלוקת הלחץ בפועל
(ב) ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) מדדי אימון: 1FLT:1 , הזן Logarithmic מספק ערכים משמעותיים עבור עיוותים גדולים
(ב) ,0) ,Force-Displacement Curves: ⁇ FLT:1 , חשפו נוקשות לא ליניארית או רכך התנהגות
[ה]הסבר: [ה]: [ה]] , [ה]], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה], [ה]]]], [ההיסטוריה של העיוותים], כדי להבין התנהגות מתקדמת.

להיות מודע לכך ריכוזי מתח עשויים לשנות את המיקום כהתקדמות עיוות, ריכוזי הלחץ הראשוני עשויים להקל על בעוד שחדשים מתפתחים במקום אחר.

שיטות מתקדמות של Nonlinear Materials Modeling

שילוב מודלים חומריים מרובים

אתה יכול גם לשלב כמה מודלים חומריים כדי לדמות התנהגויות חומריות שונות, ולרשימה של שילובים במודלים של מודלים חומריים תקפים ודוגמאות קלט מקבילות, לראות שילוב מודלים חומריים ב הפניה החומרית. ANSYS מאפשר ייצוג התנהגותי מתוחכם באמצעות שילובים מודל כגון:

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(FLT:0) ההיפרלסטיות עם ויסקואלסטיות: FLT:1 מודלים של גומי עם תגובה גמישה גדולה אפקטים תלויים בזמן
(ב) ⁇ :0) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

כאשר משלבים מודלים חומריים, להבטיח תאימות ולהבין את סדר המחיקה של הזן.הזן הכולל הוא בדרך כלל מוזנח לתוך גמיש, פלסטיק, מצמר, תרמית ורכיבים אחרים, עם כל רכיב נשלט על ידי החוק החוקתי שלו בהתאמה.

התנהגות חומרית

אפשרות הפקודה TB,RATE מאפשרת לך להציג את אפקט שיעור הזנים במודלים חומריים כדי לדמות את התגובה התלת-זמן של חומרים, עם יישומים טיפוסיים כולל יצירת מתכת ומערכות מיקרו-אלקטרוניקה (MEMS). הפלסטיות תלויות בתעריף הופכת חשובה כאשר שיעורי טעינה גבוהים או כאשר חומרים מציגים רגישות משמעותית למתח.

ANSYS מספקת מספר אפשרויות לחומרים תלויות בקצב:

מודל ה-FLT:0 (Perzyna Modelcio:FLT:1 Visoplastic overstress Model for rate-dependent Giving)
מודל (FLT:0)Peirce Model:FLT:1, שיעור הפלסטיות תלויות במתחים שונים
(ב) מודל אננד פלא: 1:1 , מודל לא מזוהה של מכר וחומרים אחרים
מודל צ'רבוצ'ה:0(FLT:1 Advanced מולקולסטיק מודל עם מספר רכיבים אחוריים

מודלים אלה חיוניים לסימולציה של השפעה, התרסקות, היווצרות מתכת, ותרחישים אחרים של טעינה דינמי או גבוה כאשר כוח החומר משתנה עם שיעור עיוות.

צורת זיכרון Alloys

צורת צורת הזיכרון Alloy (TB,SMA) אפשרות התנהגות חומרית מתארת את ההתנהגות העל-לגנטית של ⁇ nitinol, שהיא סגסוגת מתכת גמישה שיכולה לעבור עיוותים גדולים מאוד במחזורים ללא עיוות קבוע.ההתנהגות החומרית יש שלושה שלבים נפרדים: שלב אוסטןיט (לייט), שלב מרטן (גם לינארי), שלב מרטן (אלסטי), ואת השלב בין שני אלה.

Shape memoryסגסוגת מודלing דורש הגדרה של טמפרטורות טרנספורמציה ופרמטרים חומריים השולטים בטרנספורמציה של השלב. יישומים כוללים מכשירים ביו-רפואיים (stents, Orthodontic חוטים), פועלים ומבנים הסתגלות.

מודלים חומריים של משתמשים

כאשר מודלים חומריים בנויים אינם יכולים לייצג התנהגות חומרית מסוימת, ANSYS מספקת מנגנונים ליישום מודלים חומרים מותאמים אישית באמצעות תכונות בעלות ערך המשתמש (UPFs) תת-קרקעית המשתמש מאפשרת הגדרה של מערכות יחסים של לחץ שרירותי, המאפשרות סימולציה של חומרים קנייניים או מודלים חדשניים המבוססים על מודלים חדשניים שפותחו באמצעות מחקר.

יישום חומרים המוגדרים על ידי משתמשים דורש:

תכנות משוואות חוקתיות בפורטראן או C++
יצירת החומר ג'ייקובאן (מתחת למטריקס שיזוף) עבור ניוטון-רפסון התכנסות
Defining משתנים המדינה לעקוב אחר ההיסטוריה החומרית
בדיקות תורניות ואימות נגד פתרונות ידועים

Best Practices for Non ליניארית Materials

מודל סימבולציה ואימות

הגדל את המודל שלך להתמקד משאבים חישוביים על אזורים של עניין. השתמש בתנאי גבול סימטריה כאשר ישים, ולבחון טכניקות משנה שבו ניתוח ליניארי גלובלי מספק תנאי גבול לניתוח לא ליניארי מפורט של אזורים קריטיים.

תמיד לאמת מודלים חומריים לא ליניאריים נגד נתונים ניסיוניים או פתרונות אנליטיים לפני החלתם לבעיות מורכבות של גיאוגרפיה.התחל עם בעיות פשוטות (מתח לא-שיקלי, התכווצויות טהורות וכו ') כדי לאמת הגדרות חומריות והגדרות פתרון.

בעיות בכוננות

קשיים בעצימות נפוצים בניתוח חומרים לא ליניארי.גישות לפתרון בעיות שיטתיות כוללות:

(ב) עיין בהגדרות החומריות: 1FLT) עיין בפרמטרים החומריים הם סבירים מבחינה גופנית והגדרתם כראוי
איכות ה-MAFLT:0 (Check Mesh Quality: FLT:1ir) איכות ירודה מחמירה את בעיות ההתכנסות בניתוח לא לינארי
(ב) ,0) ,התתערות: יותר שינויים משמעותיים, שיפור ההתכנסות
(ב) ⁇ :0) , קריטריונים של ההרחבה: ⁇ 1 (ב) , מעט אם ההתכנסות כמעט מושגת, אך ניתוק
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) ,Use Displacement Control: FLT:1 For רכך התנהגות או בעיות ב-Switch
(ב) ,0) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) עיין בתנאי ה-Boundary: FLT:1ua Model is a Ob-constraint.

הטמעת פתרון קידוד בקפידה. ANSYS מספקת מידע מפורט של התכנסות אשר אינו מרוצה, מסייע לזהות את מקור הקשיים.

יעילות אפילאלית

ניתוח חומרים לא ליניארי יכול להיות יקר חישובי אסטרטגיות לשיפור היעילות כוללים:

(ב) ,0) , דחיית ה- 1 (הדגשה על פתרון)
עיבוד:0 (Parallel Process: FLT:1 Utilize מעבדים רב-core ו-Metator
(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) ⁇ :0) ,Restart Capability: FLT:1 Save Inter Index to להימנע מפתרון מחדש מההתחלה
(FLT:0)Sub Modeling: FLT:1) לבצע ניתוח לא ליניארי מפורט רק באזורים קריטיים
(ב) ,0) ,הזמנה: 1FLT עבור מחקרים parametric, לשקול טכניקות מסדרה מופחתת

מסמכים ודיווח

תיעוד מקיף של ניתוח חומרים לא ליניארי חיוני לשיפור ואימות:

מסמך כל הפרמטרים החומריים והמקורות שלהם (מבחן נתונים, ספרות, מפרטים)
הגדרות ניתוח רשומות, קריטריונים של התכנסות ואפשרויות פתרון
כולל מחקרים של התכנסות Mesh המדגים פתרון עצמאות מדחיסות mesh
לספק אימות נגד פתרונות נתונים ניסיוניים או קריטריונים של
לדון במסקנות ומגבלות של הניתוח
תוצאות נוכחיות עם ההקשר המתאים והפרשנות

יישומי תעשייה ומחקרי מקרים

יישומי תעשיית הרכב

תעשיית הרכב משתמשת באופן נרחב בניתוח חומרים לא ליניארי עבור ההתרסקות, יצירת מתכת, ועמידות רכיב.סימולציות התרסקות דורשות מודלים מפלסטיקים תלויים שיעור כדי ללכוד התנהגות חומרית במהלך השפעות מהירות גבוהה. תהליכי מתכת, כגון בולים וציור עמוק להסתמך על מודלים מדויקים מפלסטיקה עם חוקים מחמירים מתאימים כדי לחזות קפיצה ויצרו גבולות.

רכיבים גומי כולל חותמות, שיחים, וצמיגים דורשים מודלים חומרים היפראלסטיים.הדמיה של רכיבים אלה תחת עומסי שירות מסייע אופטימיזציה עיצובים עבור עמידות, גילוח רעש (NVH) ביצועים ונוחות.

יישומים אוויריים

מבנים אוויריים פועלים בתנאים קיצוניים הדורשים מודלים חומריים מתוחכמים.רכיבי מנוע Turbine חווים טמפרטורות גבוהות כאשר הפלאש הופך לגורם המתחייב לחיים.ניתוח חיץ מבטיח חיזוי של הלהבות, חלוקה מחדש של מתח, ולהישאר בחיים.

חומרים Composite המשמשים נרחב במטוסים מודרניים דורשים מודלים חומרים מיוחדים ללכוד אינטראקציה סיבית, נזק מתקדם וכישלון. ANSYS מספק מודלים חומרים ספציפיים וקריטריונים כישלונות עבור יישומים אלה.

הנדסה ביולוגית

יישומים ביו-רפואיים כרוכים בחומרים ייחודיים ובתנאי טעינה.רקמות Soft מציגות התנהגות היפר-אלסטית עם אנזוטרופיה מורכבת ומולקולטיות.סימולציות פריסה סטרנטיות דורשות מודלים מדויקים של צורת סגסוגת זיכרון בשילוב עם מגע בין קיר סטרנטי וספינת.

עיצוב שתל מרוויח ניתוח חומרים לא ליניארי כדי לחזות שיפוץ העצם, לחץ מגן וביצועים לטווח ארוך תחת עומס פיזיולוגי.

הנדסה אזרחית ופרקטית

מבנים הנדסיים אזרחיים דורשים ניתוח חומרים לא ליניארי עבור הערכה האולטימטיבית של קיבולת העומס, הערכה ביצועית סיסמית, וניתוח קריסת מתקדם. Concrete מציג התנהגות לא ליניארית מורכבת כולל סדקים במתח, מחץ לעתים קרובות. ANSYS מספק מודלים קונקרטיים מיוחדים ללכוד תופעות אלה.

מבנים פלדה העוברים עיוות פלסטי במהלך אירועים קיצוניים (המכונים "היקפים", הפיצוצים) דורשים מודלים פלסטיים מדויקים עם חוקים קשיחים מתאימים וקריטריונים של כישלונות.

מגמות עתידיות ב- Non ליניארית Materials Modeling

אינטגרציה למידת מכונות

מגמות מתפתחות כוללות שילוב של טכניקות למידת מכונה עם ניתוח אלמנטים סופי מסורתי.רשתות נילי יכולות ללמוד התנהגות חומרית מורכבת מהנתונים הניסוייים, פוטנציאל לספק מודלים חוקתיים מדויקים יותר מאשר גישות פנומנולוגיות מסורתיות.מודלים חומרים מונעים על ידי נתונים עשויים להפחית את הצורך באופייזציה נרחבת תוך שיפור הדיוק החיזוי.

מודלים בקנה מידה גדול

מודלים חומריים בקנה מידה רב-ממדיים המחברים את ההתנהגות בקנה מידה אחר, מסימולציות אטום המודיעות מודלים מתמשכים לתחזיות מבוססות מיקרו-מבנה של תכונות מקרוסקופיות. ANSYS ממשיכה לפתח יכולות לדרגות ממושכות, ומאפשרת מודלים חומריים המבוססים על פיזי יותר שמקורם במדע החומרי הבסיסי.

חומרי ייצור גמישים

ייצור תוספתי מייצר חומרים עם מבנים ייחודיים ונכסים אנזוטרופיים הדורשים מודלים חומרים מיוחדים. מדגיש סובסידיאלי מתהליך הבנייה, תכונות כיוון, ואפקטי הנפיחות כל השפעה התנהגות חומרית. ANSYS מפתחת יכולות משופרות לסימול חומרים ותהליכים המיוצרים באופן תוספי.

למידה משאבים ופיתוח נוסף

פתרונות למידה

ANSYS מציעה קורסים חינם על פלסטיק מתכת וקורסים מומלצים אחרים כולל לחץ deviatoric, חומר ליניארי, להתחיל עם מכניקה מכנית, מוצקה. חלל החדשנות של ANSYS מספק הדרכות נרחבות, תיעוד ופורומים קהילתיים שבו משתמשים יכולים ללמוד ממומחים ולשתף חוויות.

תיעוד של ANSYS כולל מדריך ניתוח סטריקטל, הפניה חומרית, והדרכה של התיאוריה מספקים מידע מקיף על מודלים חומריים, פרטי יישום ורקע תיאורטי.משאבים אלה חיוניים להבנת היכולות והמגבלות של מודלים חומריים שונים.

אפשרויות למידה חיצוניות

משאבים חיצוניים רבים משלימים הכשרה ספציפית ANSYS. קורסים באוניברסיטה במכניקה מתמשכת, תורת הפלסטיות, מכניקת חישובית לספק יסודות תיאורטיים. ארגונים מקצועיים כגון NAFEMS מציעים קורסי הכשרה ותוכניות הסמכה בניתוח אלמנט סופי כולל מודלים חומרים לא לינאריים.

כנסים טכניים סדנאות לספק הזדמנויות ללמוד על ההתפתחויות האחרונות ושיטות הטובות ביותר של מומחים בתעשייה. פרסומים בכתבי עת כגון כתב העת הבינלאומי של הפלסטיות, שיטות מחשב ב Applied Mechanics והנדסה, ו- Finite Elements בניתוח ועיצוב להציג מחקר חדשני במודל החומרי.

עבור אלה המבקשים להעמיק את הבנתם של שיטות יסוד סופיות ומודלים חומריים, משאבים כמו ה-FLT:0COMSOL Nonlinear Structural Materials מודול תיעודFLT:1 ו-FLT:2SimScale מדריכים על מודלים inelasticityFLT 3: לספק נקודות ציון משלימות רבות ערך על גישות לא לינאריות חומריות.

מסקנה

ניתוח התנהגות חומרי לא ליניארית של ANSYS פותח את הדלת לפתרון בעיות הנדסיות מורכבות שלא ניתן לטפל באמצעות ניתוח ליניארי בלבד.מנבא עיוות פלסטי במבנים מתכת כדי לסימול התנהגות רבת-הרכבת של אלסטומרס והערכה של זחילה ארוכת טווח במרכיבים עתירי-טמפרטורה גבוהים, יכולות אלה חיוניות להנדסת ועיצוב מודרני.

הצלחה בניתוח חומרים לא לינארי דורש שילוב של הבנה תיאורטית, ניסיון מעשי, גישה שיטתית לפיתוח מודלים ואימות. על ידי ביצוע הדרכות ושיטות הטובות ביותר המפורטות במדריך זה, מהנדסים יכולים לפתח אמון בהקמת, פתרון, ופרש ניתוחים חומריים לא ליניאריים.

ככל שהחומרים המדעיים מתקדמים ויכולות חישוביות ימשיכו לצמוח, מודלים לא לינאריים יהפכו ליותר ויותר מתוחכמים וזמין.להישאר נוכחיים עם התפתחויות חדשות, אימות מודלים ברציפות נגד נתונים ניסיוניים, ושמירה על שיטות תיעוד קפדניות יבטיחו שתוצאות הסימולציה יספקו הדרכה אמינה להחלטות הנדסיות.

בין אם אתה מנתח יכולת עומס האולטימטיבית של מבנים, אופטימיזציה של תהליכים ליצירת מתכת, עיצוב רכיבי גומי, או הערכה של זחילת זמן גבוהה, ANSYS מספקת את הכלים הדרושים עבור סימולציה חומרית מדויקת לא לינארית.ההשקעה בלמידה יכולות אלה משלמת דיבידנדים באמצעות עיצובים משופרים, בדיקה גופנית מופחתת, והבנה עמוקה יותר של התנהגות חומרית בתנאים של עולם אמת.