使用 ANSYS 检查结果

本部分介绍了如何将 ANSYS Mechanical APDL 与 ANSYS Workbench 结合使用,来检查 Advanced Material Exchange 所生成的结构分析中的结果。假定您对使用 ANSYS Mechanical APDL 或 ANSYS Workbench 查看有限元结果并执行任何必要的后期处理很熟悉。本部分将重点介绍特定于 Advanced Material Exchange 的结果。

使用等值线图查看状态变量

十二个状态变量 (SVAR) 由 Advanced Material Exchange 生成。其中的十一个 SVAR 可在模型的等值线图上查看。有关每个 SVAR 的简短描述,请查看状态变量输出页。

等值线图通常是查看状态变量分布的最合适的方法。

APDL

要使用 APDL 生成等值线图,请执行以下操作:

  1. 依次单击“Main Menu”>“General Postproc”>“Data & File Opts”,然后选择结果文件。
  2. 使用“PLESOL”“PLNSOL”命令查看由 Advanced Material Exchange 计算所得的状态变量。例如,要创建状态变量 1 的等值线图,请在命令提示下输入 PLESOL, SVAR, 1

Workbench

要使用 ANSYS Mechanical 在 Workbench 中生成等值线图,请执行以下操作:

  1. 打开 ANSYS Mechanical,然后从模型树中选择“求解”
  2. 依次单击“Tools”>“Read Result Files”,然后找到包含结果的 .rst 文件。
  3. 单击“User Defined Result”,然后输入要查看的 SVAR。例如,键入 SVAR1 可查看材料的断裂状态。
  4. 输入Display Time
  5. 在模型树中的“User Defined Result”上单击鼠标右键,然后“Evaluate All Results”
  6. 切换到“Graph”选项卡,然后单击“Play”按钮以在整个模型上监视 SVAR。

图形上可用的状态变量数完全取决于 ANSYS 输入文件请求的 SVAR 数量。要使用 APDL 查看大于 11 的 SVAR 的结果,则必须通过发出“/GRAPHICS, FULL”命令才能关闭电力图形。有关更多详细信息,请参见 ANSYS 用户文档。

三个更有用的 SVAR 为 SVAR1、SVAR9 和 SVAR11。SVAR1 表示高斯点位置处的降级状态。值 1.0 表示材料未退化(无失效)。值 2.0 表示高斯点位置已出现失效并且材料刚度已降级,从而允许失效扩展到周围的位置。

SVAR9 表示基体材料的切线弹性模量。当切线刚度减小时,结构将经历塑料变形或软化。

SVAR11 表示基体有效应力。当 SVAR11 超出 von Mises 失效准则的最大有效应力时,会发生断裂。SVAR11 可指示基体与失效的接近程度。

创建载荷-位移图

若要检测全局结构失效,或者要将损坏的特定分布与整体结构刚度的降低相关联,我们必须先检查全局结构力与全局结构变形的关系。此类型的关系最好使用力与变形的简单二维图进行检查。

考虑拉伸载荷作用下的样本(如下图所示),它由注射成型的斑块加工而成。要确定载荷记录中出现彻底失效的点,必须创建载荷-位移曲线。通过对所有载荷节点上的反作用力进行求和,我们可以绘制出载荷-位移图,如下所示。我们可以看到从位移 1 开始,大量塑性引入到结构中。塑性变形会继续,直到在大约 3.25 的位移处载荷出现大幅度降低。此载荷骤降表示结构经历了严重失效。

如果要为此模型创建 SVAR1 的等值线图,则孔周围的多个单元可能具有值 2.0,这表示在大约 3.25 的位移处出现严重失效。

载荷位移