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1、第一章,概 述,October 16, 2000,1-2,5.7版结构非线性,培训目标,掌握ANSYS 最常用的非线性功能。几何非线性大应变，大位移与大转动结构稳定性前屈曲分析与后屈曲分析塑性超弹性接触非线性,October 16, 2000,1-3,5.7版结构非线性,非线性行为,非线性结构的基本特征是结构刚度随载荷的改变而变化。如果绘制一个非线性结构的载荷位移曲线，则力与位移的关系是非线性函数。,F,u,当载荷增加时，载荷位移曲线的斜率也在改变。在本例中结构是“软化”的。,October 16, 2000,1-4,5.7版结构非线性,非线性行为(续),引起结构非线性的原因有很多，它们可分成
2、以下三种主要类型：1.几何非线性大应变，大位移，大旋转2.材料非线性塑性，超弹性，粘弹性，蠕变3.状态改变非线性接触，单元死活,October 16, 2000,1-5,5.7版结构非线性,几何非线性,如果一个结构承受大的变形，它改变的几何构形可导致非线性行为。大位移、大应变和大旋转是几何非线性的例子。,在轻微的横向载荷下，杆的端部是极度柔性的，当载荷增加时，杆的几何形状改变（变弯曲）并减少了力臂（由于载荷移动），从而导致杆的刚度在较高载荷下不断增大。,October 16, 2000,1-6,5.7版结构非线性,材料非线性,非线性的应力应变关系是产生结构非线性的一个普遍原因。,钢,橡 胶,应
3、变,应变,应力,应力,October 16, 2000,1-7,5.7版结构非线性,状态改变非线性,许多非线性问题是与状态相关的。例如一段绳索可以是松驰的或拉紧的。一个装配件的两部分可能接触或脱离接触。,在这个接触例题中，接触面积未知，它取决与施加载荷的大小。,October 16, 2000,1-8,5.7版结构非线性,非线性分析得到的结果,不能使用叠加原理!结构响应与路径有关，也就是说加载的顺序可能是重要的。结构响应与施加的载荷可能不成比例。,October 16, 2000,1-9,5.7版结构非线性,非线性分析的应用,一些典型的非线性分析的应用包括： 非线性屈曲失稳分析金属成形研究碰撞
4、与冲击分析制造过程分析（ 装配、部件接触等）材料非线性分析 （弹性材料、聚合物）承受极限载荷的系统分析（塑性行为与动力响应）,October 16, 2000,1-10,5.7版结构非线性,非线性分析的应用(续),宽翼悬臂梁的侧边扭转失稳,一个由于几何非线性造成的结构稳定性问题,October 16, 2000,1-11,5.7版结构非线性,非线性分析的应用(续),橡胶底密封 一个包含几何非线性（大应变与大变形），材料非线性（橡胶），及状态非线性（接触的例子。,October 16, 2000,1-12,5.7版结构非线性,非线性分析的应用(续),轴上装配花键，接触非线性的例子,October 16, 2000,1-13,5.7版结构非线性,ANSYS 非线性求解特点,ANSYS 程序中的非线性功能具备如下特点 :1.易于使用具有许多易于使用的功能，如：非线性求解专家系统，接触向导等。2.功能强大可求解实际工程中多种非线性问题。3.准确 例如有高阶单元的接触功能，多种材料模型，以及种类齐全的单元库，它们共同作用，可得到准确的结果。,
