ansys弹性力学基础知识

什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力.应变与真实应力.应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准那么 (2)流动准那么 (3)强化准那么 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS 输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些根本原那么 (8)加强收敛性的方法 (8)査看结果 (9)塑性分析实例〔GUI方法〕 (9)塑性分析实例〔命令流方法〕 (14)弹塑性分析在这一册中，我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题一弹塑性分析，我们的介绍人为以下几个方而：•什么是塑性•塑性理论简介•ANSYS程序中所用的性选项•怎样使用塑性•塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下，材料产生永久变形的材料特性，对大多的工程材料来说, 当其应力低于比例极限时，应力一应变关系是线性盹另外，大多数材料在其应力低于屈服点时，表现为弹性行为，也就是说•当移走载荷时，其应变也完全消失。

由于屈服点和比例极限相差很小，因此在ANSYS程序中，假左它们相同。

在应力一应变的曲线中.低于屈服点的叫作弹性局部，超过屈服点的叫作塑性局部，也叫作应变强化局部。

塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。

路径相关性：即然塑性是不可恢复的，那么这种问题的就与加载历史有关，这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。

路径相关性是指对一种给左的边界条件，可能有多个正确的解一内部的应力，应变分布一存在，为了得到真正正确的结果.我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。

率相关性：塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数，如果塑性应变的大小与时间有关，这种塑性叫作率无关性塑性，相反，与应变率有关的性叫作率相关的塑性。

大多的材料都有某种程度上的率相关性，但在大多数静力分析所经历的应变率范围，两者的应力一应变曲线差异不大，所以在一般的分析中.我们变为是与率无关的• 工程应力，应变与真实的应力.应变：塑性材料的数据一般以拉伸的应力一应变曲线形式给出。

新东北电气(锦州)电力电容器有限公司2006.91、有限元分析法和ANSYS简介1.1材料力学研究的对象主要是杆、柱、梁、轴，截面比长度小很多的物体；弹性力学研究的是材料力学的内容+板、壳、块等物体。

1.2 弹性力学研究的对象是理想弹性体，其应力和应变之间为线性关系，符合虎克定律。

理想弹性体有以下五个假设：物体是连续的；(整个物体被组成该物体的介质填满，不存在任何空隙) 物体是完全弹性的；(弹性模量不随应力大小和符号而变)物体是均匀的；(物体的各个部分具有相同的弹性)物体是各向同性的；(物体的弹性在各个方向上都是相同的)物体的变形是微小的。

(小变形，小位移)1.3 弹性力学的3个基本方程：1)平衡微分方程：反映位移和应力之间的关系，共3 个方程。

2)几何方程：反映的是位移和应变之间的关系，共6个方程。

3)物理方程：反映的是应力和应变之间的关系，共6个方程。

共15个方程，解15个未知量。

但只有少数简单的问题才能求出其解析解，对于比较复杂，物理形状又不规则的问题，用解析法难以解决。

1.4弹性力学的几个典型问题1.4.1平面问题1.4.1.1平面应力问题：即平板问题，板在其垂直方向(Z方向)不受力，在X，Y方向受力。

1.4.1.2平面应变问题：即水坝问题，截面面积不变，受的载荷不变，与截面垂直方向不受力，Z方向不发生位移。

1.4.2轴对称问题：要求受力体轴对称，约束轴对称，载荷轴对称。

1.4.3板壳问题：薄板、厚板，薄壳、厚壳。

1.5 有限单元法，简称有限元法(FEM-Finite Element Method)，是当前工程技术领域中最常用的数值计算方法，可以很好解决弹性力学问题。

基本思想是把一个连续的弹性体变换为一个离散的结构体→离散成单元和节点→解线性方程组求节点位移及单元应力→近似成原连续体，求近似解从而进行总体分析。

1.6 ANSYS软件是融结构、温度、流体、电磁场分析于一体的大型通用有限元分析软件。

ANSYS 入门教程- 结构的弹性稳定性分析2011-01-09 15:06:42| 分类：默认分类| 标签：|字号大中小订阅第7 章结构弹性稳定分析7.1 特征值屈曲分析的步骤7.2 构件的特征值屈曲分析7.3 结构的特征值屈曲分析一、结构失稳或结构屈曲：当结构所受载荷达到某一值时，若增加一微小的增量，则结构的平衡位形将发生很大的改变，这种现象叫做结构失稳或结构屈曲。

结构稳定问题一般分为两类:★第一类失稳：又称平衡分岔失稳、分枝点失稳、特征值屈曲分析。

结构失稳时相应的载荷可称为屈曲载荷、临界载荷、压屈载荷或平衡分枝载荷。

★第二类失稳：结构失稳时，平衡状态不发生质变，也称极值点失稳。

结构失稳时相应的载荷称为极限载荷或压溃载荷。

●跳跃失稳：当载荷达到某值时，结构平衡状态发生一明显的跳跃，突然过渡到非邻近的另一具有较大位移的平衡状态。

可归入第二类失稳。

★结构弹性稳定分析= 第一类稳定问题ANSYS 特征值屈曲分析（Buckling Analysis）。

★第二类稳定问题ANSYS 结构静力非线性分析，无论前屈曲平衡状态或后屈曲平衡状态均可一次求得，即“全过程分析”。

这里介绍ANSYS 特征值屈曲分析的相关技术。

在本章中如无特殊说明，单独使用的“屈曲分析”均指“特征值屈曲分析”。

7.1 特征值屈曲分析的步骤①创建模型②获得静力解③获得特征值屈曲解④查看结果一、创建模型注意三点：⑴仅考虑线性行为。

若定义了非线性单元将按线性单元处理。

刚度计算基于初始状态（静力分析后的刚度），并在后续计算中保持不变。

⑵必须定义材料的弹性模量或某种形式的刚度。

非线性性质即便定义了也将被忽略。

⑶单元网格密度对屈曲载荷系数影响很大。

例如采用结构自然节点划分时（一个构件仅划分一个单元）可能产生100% 的误差甚至出现错误结果，尤其对高阶屈曲模态的误差可能更大，其原因与形成单元应力刚度矩阵有关。

经验表明，仅关注第1 阶屈曲模态及其屈曲载荷系数时，每个自然杆应不少于 3 个单元。

目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例（GUI方法） (9)塑性分析实例（命令流方法） (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:•什么是塑性•塑性理论简介•ANSYS程序中所用的性选项•怎样使用塑性•塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。

另外,大多数材料在其应力低于屈服点时，表现为弹性行为，也 就 是说，当 移 走 载 荷 时，其应变也完全消失。

由于屈服点和比例极限相差很小，因此在ANSYS 程序中，假定它们相同。

在应力一应变的曲线中，低于屈服点的叫作弹性部分，超过屈服点的叫作塑性部分，也叫作应变强化部分。

塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。

路径相关性：即然塑性是不可恢复的，那么这种问题的就与加载历史有关，这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。

路径相关性是指对一种给定的边界条件，可能有多个正确的解—内部的应力，应变分布—存在，为了得到真正正确的结果，我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。

率相关性：塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数，如果塑性应变的大小与时间有关，这种塑性叫作率无关性塑性，相反，与应变率有关的性叫作率相关的塑性。

大多的材料都有某种程度上的率相关性，但在大多数静 力分 析所经历的应变率范围，两者的应力－应变曲线差别不大，所以在一般的分析中，我们变为是与率无关的。

工程应力，应变与真实的应力、应变：塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。

目录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)工程应力、应变与真实应力、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使用塑性 (6)ANSYS输入 (7)输出量 (7)程序使用中的一些基本原则 (8)加强收敛性的方法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例（GUI方法） (9)塑性分析实例（命令流方法） (14)弹塑性分析在这一册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的非线性问题--弹塑性分析,我们的介绍人为以下几个方面:•什么是塑性•塑性理论简介•ANSYS程序中所用的性选项•怎样使用塑性•塑性分析练习题什么是塑性塑性是一种在某种给定载荷下,材料产生永久变形的材料特性,对大多的工程材料来说,当其应力低于比例极限时,应力一应变关系是线性的。

另外,大多数材料在其应力低于屈服点时，表现为弹性行为，也就是说，当移走载荷时，其应变也完全消失。

由于屈服点和比例极限相差很小，因此在ANSYS程序中，假定它们相同。

在应力一应变的曲线中，低于屈服点的叫作弹性部分，超过屈服点的叫作塑性部分，也叫作应变强化部分。

塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。

路径相关性：即然塑性是不可恢复的，那么这种问题的就与加载历史有关，这类非线性问题叫作与路径相关的或非保守的非线性。

路径相关性是指对一种给定的边界条件，可能有多个正确的解—内部的应力，应变分布—存在，为了得到真正正确的结果，我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。

率相关性：塑性应变的大小可能是加载速度快慢的函数，如果塑性应变的大小与时间有关，这种塑性叫作率无关性塑性，相反，与应变率有关的性叫作率相关的塑性。

大多的材料都有某种程度上的率相关性，但在大多数静力分析所经历的应变率范围，两者的应力－应变曲线差别不大，所以在一般的分析中，我们变为是与率无关的。

工程应力，应变与真实的应力、应变：塑性材料的数据一般以拉伸的应力—应变曲线形式给出。

ANSYS弹性及塑性（详细、全⾯）1讲解⽬录什么是塑性 (1)路径相关性 (1)率相关性 (1)⼯程应⼒、应变与真实应⼒、应变 (1)什么是激活塑性 (2)塑性理论介绍 (2)屈服准则 (2)流动准则 (3)强化准则 (3)塑性选项 (5)怎样使⽤塑性 (6)ANSYS输⼊ (7)输出量 (7)程序使⽤中的⼀些基本原则 (8)加强收敛性的⽅法 (8)查看结果 (9)塑性分析实例（GUI⽅法） (9)塑性分析实例（命令流⽅法） (14)弹塑性分析在这⼀册中,我们将详细地介绍由于塑性变性引起的⾮线性问题--弹塑性分析,我们的介绍⼈为以下⼏个⽅⾯:什么是塑性塑性理论简介ANSYS程序中所⽤的性选项怎样使⽤塑性塑性分析练习题什么是塑性塑性是⼀种在某种给定载荷下,材料产⽣永久变形的材料特性,对⼤多的⼯程材料来说,当其应⼒低于⽐例极限时,应⼒⼀应变关系是线性的。

另外,⼤多数材料在其应⼒低于屈服点时，表现为弹性⾏为，也就是说，当移⾛载荷时，其应变也完全消失。

由于屈服点和⽐例极限相差很⼩，因此在ANSYS程序中，假定它们相同。

在应⼒⼀应变的曲线中，低于屈服点的叫作弹性部分，超过屈服点的叫作塑性部分，也叫作应变强化部分。

塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。

路径相关性：即然塑性是不可恢复的，那么这种问题的就与加载历史有关，这类⾮线性问题叫作与路径相关的或⾮保守的⾮线性。

路径相关性是指对⼀种给定的边界条件，可能有多个正确的解—内部的应⼒，应变分布—存在，为了得到真正正确的结果，我们必须按照系统真正经历的加载过程加载。

率相关性：塑性应变的⼤⼩可能是加载速度快慢的函数，如果塑性应变的⼤⼩与时间有关，这种塑性叫作率⽆关性塑性，相反，与应变率有关的性叫作率相关的塑性。

⼤多的材料都有某种程度上的率相关性，但在⼤多数静⼒分析所经历的应变率范围，两者的应⼒－应变曲线差别不⼤，所以在⼀般的分析中，我们变为是与率⽆关的。

⼯程应⼒，应变与真实的应⼒、应变：塑性材料的数据⼀般以拉伸的应⼒—应变曲线形式给出。

ANSYS基础及简介1.有限元简介有限元法（FEM）是最重要的工程分析技术之一。

它广泛应用于弹塑性力学、断裂力学、流体力学、热传导等领域。

有限元法是40年代就有人提出，60年代以来发展起来的新的数值计算方法，是计算机时代的产物。

最早的有限元法概念可追溯到圆的面积的计算，圆面积的近似值用表示圆的各三角形面积的总和。

首先将连续的区域(即圆)看作是有限个数目的子域(比方说三角形)的集合，称之为用三角形将域离散化。

将每一个子域称为单元，将单元的集合称为近似域。

将单元面积相加，可得到圆的近似面积，这个过程称单元的集合。

当单元越多时，近似域的面积就越接近圆的面积。

虽然有限元的概念早就有人提出，在但由于当时计算机尚未出现，它并未受到人们的重视。

随着计算机技术的发展，有限元法在各个工程领域中不断得到深入应用，现已遍及宇航工业、核工业、机电、化工、建筑、海洋等工业，是机械产品动、静、热特性分析的重要手段。

早在70年代初期就有人给出结论：有限元法在产品结构设计中的应用，使机电产品设计产生革命性的变化，理论设计代替了经验类比设计。

目前，有限元法仍在不断发展，理论上不断完善，各种有限元分析程序包的功能越来越强大，使用越来越方便。

有限元法的基本思想是将结构离散化，用有限个容易分析的单元来表示复杂的对象，单元之间通过有限个节点相互连接，然后根据变形协调条件综合求解。

由于单元的数目是有限的，节点的数目也是有限的，所以称为有限元法。

2.有限元发展牛顿和莱布尼茨发明了积分法，证明了该运算具有整体对局部的可加性。

虽然，积分运算与有限元技术对定义域的划分是不同的，前者进行无限划分而后者进行有限划分，但积分运算为实现有限元技术准备好了一个理论基础。

在牛顿之后约一百年，著名数学家高斯提出了加权余值法及线性代数方程组的解法。

这两项成果的前者被用来将微分方程改写为积分表达式，后者被用来求解有限元法所得出的代数方程组。

在18世纪，另一位数学家拉格朗日提出泛函分析。

《弹性力学基础知识概述》一、引言弹性力学作为固体力学的一个重要分支，主要研究弹性体在外力作用下的应力、应变和位移。

弹性力学的理论和方法在工程结构设计、材料科学、地球物理学等众多领域都有着广泛的应用。

本文将对弹性力学的基础知识进行全面的阐述，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。

二、基本概念1. 弹性体弹性体是指在外力作用下，能够产生弹性变形，当外力去除后，能够完全恢复到原来形状和尺寸的物体。

弹性体的变形通常是微小的，其应力与应变之间存在着一定的关系。

2. 应力应力是指单位面积上所承受的力。

在弹性力学中，应力通常分为正应力和切应力。

正应力是垂直于作用面的应力，切应力是平行于作用面的应力。

应力的单位是帕斯卡（Pa）。

3. 应变应变是指物体在受力作用下，形状和尺寸的改变量与原来形状和尺寸的比值。

应变通常分为正应变和切应变。

正应变是长度的改变量与原来长度的比值，切应变是角度的改变量。

应变是无量纲的量。

4. 弹性模量弹性模量是衡量材料弹性性质的指标，它表示材料在受力作用下产生弹性变形的难易程度。

弹性模量通常分为杨氏模量、剪切模量和体积模量。

杨氏模量是正应力与正应变的比值，剪切模量是切应力与切应变的比值，体积模量是体积应力与体积应变的比值。

三、核心理论1. 平衡方程平衡方程是弹性力学的基本方程之一，它描述了弹性体在受力作用下的平衡状态。

平衡方程可以表示为：$\sigma_{ij,j}+f_i=0$其中，$\sigma_{ij}$是应力张量，$f_i$是体积力，$j$表示对坐标的偏导数。

2. 几何方程几何方程描述了弹性体在受力作用下的变形情况。

几何方程可以表示为：$\epsilon_{ij}=\frac{1}{2}(u_{i,j}+u_{j,i})$其中，$\epsilon_{ij}$是应变张量，$u_i$是位移矢量，$j$表示对坐标的偏导数。

3. 物理方程物理方程描述了应力与应变之间的关系。

弹性力学基础知识归纳第一篇：弹性力学基础知识归纳一．填空题1.最小势能原理等价于平衡微分方程和应力边界条件2.一组可能的应力分量应满足平衡微分方程和相容方程。

二．简答题1.简述圣维南原理并说明它在弹性力学中的作用。

如果把物体一小部分边界上的面力变换为分布不同但是静力等效的面力（主矢和主矩相同），则近处的应力分布将有显著改变，远处所受的影响则忽略不计。

作用;(1)将次要边界上复杂的集中力或者力偶变换成为简单的分布的面力。

（2）将次要的位移边界条件做应力边界条件处理。

2.写出弹性力学的平面问题的基本方程。

应用这些方程时，应注意什么问题？(1).平衡微分方程:决定应力分量的问题是超静定的。

(2).物理方程：平面应力问题和应变问题的物理方程是不一样的，注意转换。

(3).几何方程：注意物体的位移分量完全确定时，形变分量也完全确定。

但是形变分量完全确定时，位移分量不完全确定。

3.按照边界条件的不同，弹性力学分为哪几类边界问题？应力边界条件，位移边界条件和混合边界条件。

4.弹性体任意一点的应力状态由几个分量决定？如何确定他们的正负号？由六个分量决定。

在确定方向的时候，正面上的应力沿正方向为正，负方向为负。

负面上的应力沿负方向为正，正方向为负。

5.什么叫平面应力问题和平面应变问题？举出工程实例。

平面应力问题是指很薄的等厚度薄板只在板边上受平行于板面并且不沿厚度变化的面力，同时体力也平行于板面并且不沿厚度变化。

例如工程中的深梁和平板坝的平板支墩。

平面应变问题是指很长的柱形体，它的横截面在柱面上受有平行于横截面并且不沿长度变化的面力，同时体力也不沿长度变化。

例如6.弹性力学中的基本假定有哪几个？什么是理想弹性体？举例说明。

（1）完全弹性假定。

（2）均匀性假定。

（3）连续性假定。

（4）各向同性假定。

（5）小变形假定。

满足完全弹性假定，均匀性假定，连续性假定和各向同性假定的是理想弹性体。

一般混凝土构件和一般土质地基可以看做为理想弹性体。

ansys力学基础概述：ANSYS是一种用于工程仿真的软件，被广泛应用于各个领域，其中力学分析是ANSYS的核心功能之一。

本文将介绍ANSYS力学基础，包括力学基本概念、力学分析流程以及常见的力学分析类型。

一、力学基本概念：力学是研究物体运动和物体受力情况的学科，主要包括静力学和动力学两个方面。

静力学研究物体在静止或平衡状态下的受力情况，动力学研究物体在运动状态下的受力和运动规律。

二、力学分析流程：力学分析一般包括以下几个步骤：几何建模、材料属性定义、边界条件设定、加载条件设定、网格划分、求解和后处理。

其中，几何建模是将实际物体转化为计算机模型的过程，材料属性定义是指定物体的力学性质，边界条件设定是约束物体的运动或力的方向，加载条件设定是施加在物体上的外部力或位移。

网格划分是将物体划分为小网格以便进行数值计算。

求解是通过数值方法求解物体的应力、应变和变形情况。

后处理是对求解结果进行分析和展示。

三、常见的力学分析类型：1. 静力学分析：静力学分析是研究物体在静止或平衡状态下的受力情况。

通过施加一定的边界条件和加载条件，可以计算物体的应力和变形情况。

静力学分析可以用于确定物体是否会发生破坏或变形，为设计提供依据。

2. 动力学分析：动力学分析是研究物体在运动状态下的受力和运动规律。

通过施加动力加载条件，可以计算物体在运动过程中的应力、应变和变形情况。

动力学分析可以用于预测物体在振动、冲击或爆炸等情况下的响应。

3. 疲劳分析：疲劳分析是研究物体在重复加载下的破坏情况。

通过施加循环加载条件，可以计算物体的疲劳寿命和疲劳破坏位置。

疲劳分析可以用于评估物体在长期使用中的可靠性和安全性。

4. 热力学分析：热力学分析是研究物体在温度场和热流场作用下的应力和变形情况。

通过施加热加载条件，可以计算物体的温度分布、热应力和热变形情况。

热力学分析可以用于评估物体在高温或变温环境下的稳定性和可靠性。

5. 液体力学分析：液体力学分析是研究液体在流动过程中的应力和压力分布。