残余应力or初始应力导入使模型恢复计算结果?

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各位大神好在传递残余应力的仿真中小弟有不解的一些问题。残余应力or初始应力导入使模型恢复计算结果?

 

举一个仿真中遇到的例子进行问题说明。采用单元生死对一个薄板结构表面进行材料添加,在降温后整体结构将产生翘曲变形,随后杀死薄板另一面的单元使变形增大。

 

命令流1:

finish

/clear

/prep7

 

!参数化

R=150

UP=775E-3

DOWN=775E-3

ODOWN=1E-3

OUP=1E-3

CONTACT=700E-3

A=DOWN+ODOWN-CONTACT

 

!定义单元

et,1,solid185

 

!材料参数

mp,ex,1,131e3

mp,prxy,1,0.28

mp,alpx,1,2.6e-6

MP,REFT,1,25

 

mp,ex,2,70e3

mp,prxy,2,0.17

mp,alpx,2,0.8e-6

MP,REFT,2,400

!建模

WPOFFS,,,-A

cyl4,,,,,R,90,A+UP+OUP

!切分

wpcsys,-1,0

vsbw,all

WPOFFS,,,CONTACT

vsbw,all

wpcsys,-1,0

WPOFFS,,,UP

vsbw,all

 

wpcsys,-1,0

WPOFFS,,,CONTACT-ODOWN

vsbw,all

wpcsys,-1,0

 

!布尔

allsel,all

BTOL,0.000000001,    !指定布尔运算公差

vglue,all                      !共节点

 

!赋予材料属性

allsel,all

vsel,s,loc,z,0,UP

vatt,1,,1

vsel,s,loc,z,UP,UP+OUP

vatt,2,,1

vsel,s,loc,z,-A,0

vatt,1,,1

 

!网格

allsel,all

 

lsel,s,loc,z,UP,UP+OUP

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,5,,,,,0

 

lsel,s,loc,z,CONTACT,UP

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,3,,,,,0

 

lsel,s,loc,z,CONTACT-ODOWN,CONTACT

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,3,,,,,0

 

lsel,s,loc,z,0,CONTACT-ODOWN

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,4,,,,,0

 

lsel,s,loc,z,-A,0

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,3,,,,,0

 

lsel,s,length,,R

lesize,all,,,100,,,,,0

 

ALLSEL,ALL

NUMCMP,ALL       !压缩定义项目的编号

/REPLOT            !重新显示

 

allsel,all

mshkey,2

vmesh,all

 

!对应单元生死建立

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,-A,0

cm,EA,elem,all

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,UP,UP+OUP

cm,EOUP,elem,all

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,0,CONTACT

cm,ECONTACT,elem,all

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,-A,CONTACT-ODOWN

cm,EDOWN,elem,all

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,CONTACT-ODOWN,CONTACT

cm,EODOWN,elem,all

 

!边界条件

allsel,all

nsel,s,loc,x,0

dsym,symm,x       !对称边界条件x

nsel,s,loc,y,0

dsym,symm,y      !对称边界条件y

nsel,s,loc,x,0

nsel,r,loc,y,0

d,all,all                 !中心线全约束

 

!求解

/solu

antype,static

nlgeom,on

nropt,full

toffset,273

tref,25

 

INISTATE,SET,DTYPE,STRE

 

time,1

allsel,all

esel,s,ename,,EA

esel,a,ename,,EOUP

ekill,all

allsel,all

tunif,25         

solve

 

time,2                  

allsel,all

tunif,400

solve

 

time,3

allsel,all

esel,s,ename,,EOUP

ealive,all

allsel,all

tunif,400              

solve

 

time,4

allsel,all

tunif,25

solve

 

time,5

allsel,all

esel,s,ename,,ECONTACT

ekill,all

allsel,all

tunif,25                       

solve

 

INISTATE,WRITE,1,,,,S          !写入应力数据'IST'文件

SOLVE

 

运行如上命令流结构将产生如图的变形,以及应力。缩放1000倍显示。

残余应力or初始应力导入使模型恢复计算结果?的图1
残余应力or初始应力导入使模型恢复计算结果?的图2



 

可以看到由于一定的工艺步影响,模型整体产生了变形与应力,并写入了ist文件。

 

接下来通过两种方法对模型读入预应力。

第一种读入方法:

直接建立相同模型与约束,通过inistate,read命令读取仿真1的初应力文件。

finish

/clear

/prep7

 

!参数化

R=150

UP=775E-3

DOWN=775E-3

ODOWN=1E-3

OUP=1E-3

CONTACT=700E-3

A=DOWN+ODOWN-CONTACT

 

!定义单元

et,1,solid185

 

!材料参数

mp,ex,1,131e3

mp,prxy,1,0.28

mp,alpx,1,2.6e-6

MP,REFT,1,25

 

mp,ex,2,70e3

mp,prxy,2,0.17

mp,alpx,2,0.8e-6

MP,REFT,2,400

!建模

WPOFFS,,,-A

cyl4,,,,,R,90,A+UP+OUP

!切分

wpcsys,-1,0

vsbw,all

WPOFFS,,,CONTACT

vsbw,all

wpcsys,-1,0

WPOFFS,,,UP

vsbw,all

 

wpcsys,-1,0

WPOFFS,,,CONTACT-ODOWN

vsbw,all

wpcsys,-1,0

 

!布尔

allsel,all

BTOL,0.000000001,    !指定布尔运算公差

vglue,all                             !接触以上部分共节点

 

!赋予材料属性

allsel,all

vsel,s,loc,z,0,UP

vatt,1,,1

vsel,s,loc,z,UP,UP+OUP

vatt,2,,1

vsel,s,loc,z,-A,0

vatt,1,,1

 

!网格

allsel,all

 

lsel,s,loc,z,UP,UP+OUP

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,5,,,,,0

 

lsel,s,loc,z,CONTACT,UP

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,3,,,,,0

 

lsel,s,loc,z,CONTACT-ODOWN,CONTACT

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,3,,,,,0

 

lsel,s,loc,z,0,CONTACT-ODOWN

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,4,,,,,0

 

lsel,s,loc,z,-A,0

lsel,r,loc,x,0

lsel,r,loc,y,0

lesize,all,,,3,,,,,0

 

lsel,s,length,,R

lesize,all,,,100,,,,,0

 

ALLSEL,ALL

NUMCMP,ALL       !压缩定义项目的编号

/REPLOT            !重新显示

 

allsel,all

mshkey,2

vmesh,all

 

!对应单元生死建立

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,-A,0

cm,EA,elem,all

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,UP,UP+OUP

cm,EOUP,elem,all

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,0,CONTACT

cm,ECONTACT,elem,all

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,-A,CONTACT-ODOWN

cm,EDOWN,elem,all

allsel,all

esel,s,type,,1

esel,r,cent,z,CONTACT-ODOWN,CONTACT

cm,EODOWN,elem,all

 

!边界条件

allsel,all

nsel,s,loc,x,0

dsym,symm,x       !对称边界条件x

nsel,s,loc,y,0

dsym,symm,y      !对称边界条件y

nsel,s,loc,x,0

nsel,r,loc,y,0

d,all,all                 !中心线全约束

 

 

!求解

/solu

antype,static

nlgeom,on

nropt,full

!前处理完全一样,此处没有设置温度是由于材料的REFT将引起ANSYS计算时考虑热应变。

allsel,all

esel,s,ename,,EA

esel,a,ename,,ECONTACT

ekill,all

 

allsel,all

INISTATE,READ,'1HAOBAN','IST',,2           !读入初应力文件

solve

 

仿真结果如图所示,我感觉对于一样的模型,由于读入了之前文件的应力情况,将引起与仿真1结果相同的变形和应力。然而,可以发现如果直接将IST读入,不光会产生相反的、数值不同的变形,应力分布也存在差异。

残余应力or初始应力导入使模型恢复计算结果?的图3
残余应力or初始应力导入使模型恢复计算结果?的图4



 

于是乎,查阅相关资料尝试了第二种读入方法。

第二种读入方法:

将建立相同的模型,但边界条件改为所有节点全约束,读入ist文件计算节点反力。

再另外建立一个相同的模型以及边界条件,并读入节点反力。

然而这种方法也出现了与上一种方法类似的问题。

 

 

向各位大神请教一下,我想将这个仿真1的影响,带入到另一个仿真中作为初始条件来进行,这种方法的思路是否可行,如果不可行有没有其他方法;如果可行为什么我通过类似的残余应力无法还原仿真1的结果?

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