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1、ANSYS的四种典型的非线性材料(cilio)分析介绍四种典型的非线性材料(cilio):1.经典双线性随动强化BKIN2.双线性等向强化BISO3.多线性随动强化MKIN4.多线性等向强化MISO第1页/共14页第一页，共15页。（1）经典的双线性随动强化（BKIN）使用一个双线性来表示应力应变曲线，所以有两个斜率，弹性斜率和塑性斜率，由于随动强化的Vonmises屈服准则被使用，所以包含有鲍辛格效应，此选项适用于遵守VonMises屈服准则，初始为各向同性材料的小应变问题，这包括大多数的金属。需要输入的常数是屈服应力和切向斜率，可以定义高达六条不同温度下的曲线。注意：1.使用MP命令来定义
2、弹性模量2.弹性模量也可以是与温度相关(xinggun)的3.切向斜率Et不可以是负数，也不能大于弹性模量在使用经典的双线性随动强化时，可以分下面三步来定义材料特性。1.定义弹性模量2.激活双线性随动强化选项3.使用数据表来定义非线性特性第2页/共14页第二页，共15页。（2）双线性等向强化（BIS0）也是使用双线性来表示应力应变曲线(qxin)，在此选项中，等向强化的VonMises屈服准则被使用，这个选项一般用于初始各向同性材料的大应变问题。需要输入的常数与BKIN选项相同。举例如下:MP,EX,1,200e9MP,NUXY,1,0.25MP,GXY,1,150e9TB,BISO,1TBD
3、ATA,1,300e6,2000e6第3页/共14页第三页，共15页。（3）多线性随动强化（MKIN）使用(shyng)多线性来表示应力应变曲线，模拟随动强化效应，这个选项使用(shyng)VonMises 屈服准则，对使用(shyng)双线性选项（BKIN）不能足够表示应力应变曲线的小应变分析很有用。需要的输入包括最多五个应力应变数据点（用数据表输入），可以定义五条不同温度下的曲线。在使用(shyng)多线性随动强化时，可以使用(shyng)与BKIN相同的步骤来定义材料特性，所不同的是在数据表中输入的常数不同，举例如下:MPTEMP，10，70MPDATA，EX，3，30ES，25ESTB
4、，MK2N，3TBTEMP，STRA2NTBDATA，0.01，0.05，0.1TBTEMP，10TBDATA，30000，37000，38000TBTEMP，70TBDATA，225000，31000，33000第4页/共14页第四页，共15页。（4）多线性等向强化（MISO）使用多线性来表示使用VonMises屈服准则的等向强化的应力应变曲线，它适用于比例加载的情况和大应变分析。需要输入最多100个应力应变曲线，最多可以定义20条不同温度下的曲线。其材料(cilio)特性的定义步骤如下：1.定义弹性模量2.定义MISO数据表3.为输入的应力应变数据指定温度值4.输入应力应变数据5.画材料(
5、cilio)的应力应变曲线与MKIN数据表不同的是，MISO的数据表对不同的温度可以有不同的应变值，因此，每条温度曲线有它自己的输入表。第5页/共14页第五页，共15页。第6页/共14页第六页，共15页。第7页/共14页第七页，共15页。第8页/共14页第八页，共15页。ANSYS中混凝土本构关系(gunx)第9页/共14页第九页，共15页。一、关于模型钢筋混凝土有限元模型根据钢筋的处理方式主要分为三种，即分离式、分布式和组合式模型。考虑钢筋和混凝土之间的粘结和滑移，则采用引入粘结单元的分离式模型；假定混凝土和钢筋粘结很好，不考虑二者之间的滑移，则三种模型都可以；分离式和分布式模型适用于二维和
6、三维结构分析，后者对杆系结构分析比较适用。裂缝的处理方式有离散裂缝模型、分布裂缝模型和断裂力学模型，后者目前尚处研究之中，主要应用的是前两种。离散裂缝模型和分布裂缝模型各有特点，可根据不同的分析目的选择使用。随着计算速度和网格自动划分的快速实现，离散裂缝模型又有被推广(tugung)使用的趋势。就ANSYS而言，可以考虑分离式模型（solid65+link8，认为混凝土和钢筋粘结很好，如要考虑粘结和滑移，则可引入弹簧单元进行模拟，比较困难），也可采用分布式模型(带筋的solid65)。而其裂缝的处理方式则为分布裂缝模型。第10页/共14页第十页，共15页。二、关于本构关系混凝土的本构关系可以分
7、为线弹性、非线性弹性、弹塑性(sxng)及其它力学理论等四类，其中研究最多的是非线性弹性和弹塑性(sxng)本构关系。混凝土破坏准则从单参数到五参数模型达数十个模型，或借用古典强度理论或基于试验结果等，各个破坏准则的表达方式和繁简程度各异，适用范围和计算精度差别也比较大，给使用带来了一定的困难。就ANSYS而言，其问题比较复杂。ANSYS混凝土的破坏准则与屈服准则是如何定义的？采用tb,concr,matnum则定义了W-W破坏准则(failurecriterion)，而非屈服准则(yieldcriterion)。W-W破坏准则是用于检查混凝土开裂和压碎用的，而混凝土的塑性(sxng)可以另外
8、考虑（当然是在开裂和压碎之前）。理论上破坏准则(failurecriterion)和屈服准则(yieldcriterion)是不同的，例如在高静水压力下会发生相当的塑性(sxng)变形，表现为屈服，但没有破坏。而工程上又常将二者等同，其原因是工程结构不容许有很大的塑性(sxng)变形，且混凝土等材料的屈服点不够明确，但破坏点非常明确。定义tb,concrmatnum后仅仅是定义了混凝土的破坏准则和缺省的本构关系，即WW破坏准则、混凝土开裂和压碎前均为线性的应力应变关系，而开裂和压碎后采用其给出的本构关系。但屈服准则尚可另外定义，如tb,MKIN,则定义的屈服准则是VonMises,流动法则、硬
9、化法则也就确定了。第11页/共14页第十一页，共15页。ANSYS中SOLID65单元是专门为混凝土、岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元。它可以模拟混凝土中加强钢筋（或玻璃纤维，型钢等），以及材料的拉裂和压溃现象。与SOLID45的不同(btn)点：增加了针对于混凝土的性能参数和组合式钢筋模型。SOLID65单元最多可以定义3种不同(btn)的加固材料。混凝土材料具有开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力；加强材料则只能受拉压，不能承受剪切力。第12页/共14页第十二页，共15页。在混凝土到达其屈服面之前，SOLID65单元可以具有线弹性属性、多线性弹性或者是其他的塑性特性。本构关系
10、有等强硬化模型、随动硬化模型和Drucker-Prager模型。但如果超出了混凝土的屈服面，则将丧失混凝土屈服性能。通过(tnggu)路径MainMenuPreprocessorMaterialPropsMaterialModels定义随动强化和等向强化模型。第13页/共14页第十三页，共15页。感谢您的观赏(gunshng)！第14页/共14页第十四页，共15页。内容(nirng)总结ANSYS的四种典型的非线性材料分析。ANSYS的四种典型的非线性材料分析。需要的输入包括最多五个应力应变数据点（用数据表输入），可以定义五条不同温度下的曲线。裂缝的处理方式有离散裂缝模型、分布裂缝模型和断裂力学模型，后者目前尚处研究之中，主要应用的是前两种。与SOLID45的不同点：增加了针对(zhndu)于混凝土的性能参数和组合式钢筋模型第十五页，共15页。
