In diesem Abschnitt wird die Verwendung von ANSYS Mechanical APDL zur Untersuchung der von Advanced Material Exchange generierten Strukturanalyse erörtert. Es wird davon ausgegangen, dass Sie sich mit der Verwendung von ANSYS Mechanical APDL zum Anzeigen von Finite-Elemente-Ergebnissen und Durchführen der ggf. erforderlichen Nachbearbeitung auskennen. Dieser Abschnitt konzentriert sich auf die Advanced Material Exchange-spezifischen Ergebnisse.
Verwendung von Konturdarstellungen zum Anzeigen von Zustandsvariablen
Elf Zustandsvariablen (SVARs) werden von Advanced Material Exchange produziert. Zehn der SVARs können anhand einer Konturdarstellung des Modells untersucht werden. Auf der Seite State Variable Outputs finden Sie eine kurze Beschreibung jedes einzelnen SVAR.
Konturdarstellungen sind in der Regel das am besten geeignete Mittel zur Untersuchung der Verteilung der Zustandsvariablen. Um eine Konturdarstellung in APDL zu generieren, öffnen Sie die Ergebnisdatei, indem Sie auf klicken und die Ergebnisdatei auswählen. Verwenden Sie zum Anzeigen der von Advanced Material Exchange berechneten Zustandsvariablen die PLESOL- oder PLNSOL-Befehle. Beispiel: Geben Sie in die Befehlszeile PLESOL,SVAR,1 ein, um ein Konturendiagramm der Zustandsvariable 1 zu erstellen.
Die Anzahl der für eine Darstellung verfügbaren Zustandsvariablen hängt vollständig von der Anzahl der SVARs ab, die von der ANSYS-Eingabedatei angefordert werden. Um die Ergebnisse für SVARs größer als 11 anzuzeigen, muss Power Graphics über den Befehl /GRAPHICS,FULL deaktiviert werden. Weitere Informationen finden Sie in der ANSYS-Benutzerdokumentation.
Drei der nützlicheren SVARs sind SVAR1, SVAR9 und SVAR11. SVAR1 repräsentiert den Reduktionsstatus der Gauß'schen Punkte. Ein Wert von 1,0 bedeutet ein Material ohne Festigkeitsverlust (keine Ausfälle). Ein Wert von 2,0 bedeutet einen Ausfall an der Position des Gauß'schen Punkts und die Reduktion der Materialsteifigkeiten, was eine Ausbreitung des Ausfalls auf die umliegenden Positionen ermöglicht.
SVAR9 repräsentiert das Tangente-Elastizitätsmodul des Matrixmaterials. Wenn die tangentiale Steifigkeit abnimmt, erfährt die Struktur eine plastische Verformung oder Aufweichung.
SVAR11 repräsentiert die effektive Spannung der Matrix. Überschreitet SVAR11 die maximale effektive Spannung für das Von Mises-Ausfallkriterium, kommt es zum Bruch. SVAR11 kann ein Hinweis darauf sein, wie nahe das Material vor einem Ausfall steht.
Erstellen einer Last-Verschiebung-Darstellung
Um einen globalen Strukturausfall zu erkennen oder einer bestimmten Verteilung des Schadens eine Verringerung der strukturellen Steifheit zuzuordnen, muss zunächst die Beziehung zwischen der globalen Strukturkraft und der globalen Strukturverformung untersucht werden. Dieser Beziehungstyp wird am besten mithilfe einer einfachen 2D-Darstellung der Kraft in Relation zur Verformung untersucht.
Betrachten Sie die unten gezeigte Darstellung eines zugbelasteten Prüfstückabschnitts, der aus einer spritzgegossenen Platte hergestellt wurde. Zur Bestimmung des Punkts im Belastungsverlauf, an dem der endgültige Ausfall auftrat, muss eine Last-Verschiebung-Kurve erstellt werden. Durch Addition der Reaktionskräfte an allen belasteten Knoten kann die unten gezeigte Last-Verschiebung-Darstellung generiert werden. Ab einer Verschiebung von 1 lässt sich ein beträchtliches Ausmaß von in die Struktur eingeführter Plastizität feststellen. Die plastische Verformung setzt sich fort bis zu einem großen Belastungsabfall bei einer Verschiebung von ungefähr 3,25. Dieser plötzliche Lastabfall verweist auf einen schwerwiegenden Ausfall der Struktur.
Eine Konturdarstellung von SVAR1 für dieses Modell würde wahrscheinlich für mehrere Elemente um die Bohrung einen Wert von 2,0 zeigen, was einen schwerwiegenden Ausfall bei einer Verschiebung von ungefähr 3,25 bedeutet.
