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大型位移解

线性理论假设位移很小,以及接触区域的法向在加载过程中不改变方向。因此,在一步中即可应用全部载荷。在这些假设无效的情况下,这种方法可能会导致结果不准确或出现收敛困难。

您可以要求获得大型位移解。大型位移解比小型位移解需要更多的时间和资源,但结果更精确。如果获得的变形大大改变了刚度(结构抗载荷的能力),则需要大型位移解。小型位移解假定在加载过程中刚度不发生变化。大型位移解假定在加载过程中刚度发生变化,因此它将分步应用载荷,并对每个求解步骤更新刚度。

当激活大型位移选项(在“静态”对话框中)时,会通过分步应用载荷和更新几何体对静态算例进行求解。

如果对于静态研究采用大型位移解,只能观阅最后一步(对应于全部载荷)的结果。在非线性算例中,可以查看每个求解步骤的结果。
当您运行静态分析且所有位移将被计算时,解算器将执行大型位移检查。 计算过量位移时,它会发出警告消息。 解算器执行以下检查:
  • 对于带有插头连接器的模型,请验证每个单独插头中的相对转动 (θ) 很小。 相对转对 θ 大于 5o(度)时,解算器会发出警告消息。
  • 对于所有模型,检查总节点数之间的最大位移(欧几里得范数),并将其与模型的特性长度进行比较。 如果最大位移与模型特性长度的比率大于 10%,则解算器将发出警告消息。 模型的特性长度 (L) 计算为:

    其中: Xi、Yi 和 Zi 是阶段 i 的坐标;X c、Yc 和 Zc 是模型几何中心的坐标;N 是模型中节点的总数。

要激活大型位移选项:

  1. 在 Simulation 算例树中,用右键单击静态算例图标,然后选择属性

    此时会显示静态对话框。

  2. 选项选项卡上,选择大型位移复选框。
  3. 单击确定

此选项将确定软件如何处理接触问题。 有关此功能的范例,请参阅在线指导教程。

取消复选选项 一次应用全部载荷。源和目标组是根据初始配置设定的,并且在接触迭代过程中保持不变。接触区域的法向也基于初始配置,并在接触过程中保持不变。在这些假设无效的情况下,这种方法可能会导致结果不准确或出现收敛困难;当位移变大时,可能会出现这种情况。
复选选项 此时将分一系列步骤逐渐并均匀地应用载荷,直到载荷达到完全值。步骤数是由程序根据变形结果内部确定的。在每个求解步骤中,都会对源和目标组以及接触区域的法向进行评估。

建议步骤

建议采用以下步骤来求解接触问题:

  1. 在不激活大型位移选项的情况下求解问题。
  2. 在以下情况下,请激活大型位移选项,并再次尝试求解:
    • 使用比例因子 1.0 绘制变形形状的图解时,接触面的位移或方向很明显。
    • 最高应变超过 4%。
    • von Mises 应力接近屈服应力。

注释

  • 在处理大型应变和材料非线性时,需要采用完全非线性分析。
  • 大型位移解不适用于:
    • 点焊和轴承接头
    • 横梁网格或具有横梁的混合网格
    • 远程质量载荷
    • 静态对话框中的计算自由实体力选项(本软件忽略此选项)
    • 静态对话框中用于曲面到曲面、无穿透接触的提高结合不兼容网格的精度(更慢)选项(本软件忽略此选项)


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