Механика \ Теории пластичности и ползучести

Одноосное растяжение 3D стержня с упругопластическими свойствами

Страницы работы

14 страниц (Word-файл)

Посмотреть все страницы

Скачать файл

Содержание работы

Одноосное растяжение 3D стержня с упругопластическими свойствами

Создадим геометрическую модель стержня. Размеры 3D стержня 1х1х10 мм (рис.1).

Рис.1.

Для выполнения одноосного сжатия/растяжения зададим следующие граничные условия. Фиксируем конец стержня по перемещениям вдоль z, а боковые грани по x, y, соответственно (рис.2-5). Процесс нагружения будет проходить 100секунд, поэтому прикладываемое давление будет зависеть от времени, для чего построим Fields и определим опцию LoadCase – Time Dependent (рис.6-10).

Рис.2.

Рис.3.

Рис.4.

Рис.5.

Рис.6

Рис.7

Рис.8

Рис.9

Рис.10

Далее создаем сетку конечных элементов типа HEX8. В MSC.Patran имеется возможность автоматического разбиения геометрических объектов на элементы (рис.11). Используя опцию Mesh Seed можно задать в ручную определенные размеры и количество элементов.

Рис.11

Пластическая таблица задается в виде поля (рис.7), но из графика начальная точка пластической деформации должна быть равна нулю (500,0), т.е. таблица задается по приращению пластических деформаций, а не упругих. Причем, если напряжения в расчете будут возникать больше, чем заданные в таблице, то пластические деформации рассчитываются по наклону прямой, образованной последними точками таблицы.

Задание упругопластического материала с использованием Fields представлено на рис.12-16.

Рис.12

Рис.13

Рис.14

Рис.15

Рис.16

Нелинейный расчет представляет собой многошаговый процесс, поэтому необходимо определить время, число инкрементов, условия сходимости (для фиксированного шага) (рис.17-18).

Рис.17

Рис.18

Критерий пластичности по введенным данным 500 . Поэтому при нагружении давлением в 500 пластические деформации не возникают, а упругие равны . Общие деформации равны . Это видно из рисунков результатов (рис.19-23).

Рис.19

Рис.21

Рис.22

Рис.23

При напряжениях превышающих критерий пластичности 500 начинают развиваться пластические деформации. При напряжении , по заданиям материала , тогда . Это подтверждается результатами (рис.24-27).