第第06講講認(rèn)識材料非線性認(rèn)識材料非線性結(jié)構(gòu)概念分析及結(jié)構(gòu)概念分析及ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)同濟(jì)大學(xué)同濟(jì)大學(xué) 郭小農(nóng)郭小農(nóng)【算例算例Ex06a】單軸拉壓單軸拉壓某鋼圓棒某鋼圓棒，承受軸心力承受軸心力。已知長度已知長度L=10m，截面半徑截面半徑r=0.1m；鋼 材 的 彈 性 模 量 為；鋼 材 的 彈 性 模 量 為 E=200GPa，屈 服 強 度 為屈 服 強 度 為fy=200MPa。采用此算例采用此算例，研究材料滿足各種本構(gòu)關(guān)系時研究材料滿足各種本構(gòu)關(guān)系時，結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的屈服屈服、卸載卸載、反向加載反向加載、循環(huán)加載循環(huán)加載特性特性。BKIN 雙線性隨動強化雙線性隨動強化BISO 雙線性各向同性強化雙線性各向同性強化KINH 多線性隨動強化多線性隨動強化MISO 多線性多線性各向同性各向同性強化強化結(jié)構(gòu)概念分析及結(jié)構(gòu)概念分析及ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)同濟(jì)大學(xué)同濟(jì)大學(xué) 郭小農(nóng)郭小農(nóng)【思考思考】思考思考1：單元選取，梁單元？實體單元？單元選取，梁單元？實體單元？1)取切線彈性模量為取切線彈性模量為0，本構(gòu)關(guān)系本構(gòu)關(guān)系采用采用BKIN。荷載為荷載為A*fy，計算結(jié)計算結(jié)構(gòu)位移構(gòu)位移，對比理論解和對比理論解和ANSYS解解。畫出荷載位移曲線圖畫出荷載位移曲線圖。思考思考2：屈服：屈服fEyyLy3)采用位移加載采用位移加載=2Ly，畫出荷畫出荷載位移曲線圖載位移曲線圖2)本構(gòu)關(guān)系改為本構(gòu)關(guān)系改為BISO，重算此題重算此題。結(jié)構(gòu)概念分析及結(jié)構(gòu)概念分析及ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】思考思考3：卸載特性：卸載特性1)取切線彈性模量為取切線彈性模量為0.1E，采用采用BKIN 本 構(gòu) 模 型本 構(gòu) 模 型，荷 載 先 施 加 至荷 載 先 施 加 至1.2A*fy；然后卸載至零然后卸載至零。計算結(jié)構(gòu)的計算結(jié)構(gòu)的殘余變形殘余變形，畫出荷載位移曲線圖畫出荷載位移曲線圖。fEyyLrr2)本構(gòu)關(guān)系改為本構(gòu)關(guān)系改為BISO，重算此題重算此題。EE0.1tfE0.2/3yytyfEyy1.2/1.21.8ry結(jié)構(gòu)概念分析及結(jié)構(gòu)概念分析及ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】思考思考4：反向加載：反向加載切線彈性模量切線彈性模量0.1E，荷載先施加至荷載先施加至1.2Ny；然后卸載至零然后卸載至零，然后反向施加至然后反向施加至1.2Ny。計算結(jié)構(gòu)的計算結(jié)構(gòu)的殘余變形殘余變形，畫出荷載位畫出荷載位移曲線圖移曲線圖。分別采用分別采用BKIN和和BISO計算計算。CAD求解求解結(jié)構(gòu)概念分析及結(jié)構(gòu)概念分析及ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】思考思考5：反向加載，多線性本構(gòu)情況（略難）：反向加載，多線性本構(gòu)情況（略難）本構(gòu)曲線各點坐標(biāo)為本構(gòu)曲線各點坐標(biāo)為：(0 0);A(yfy);B(2y1.2fy);C(6y1.6fy)。荷載先施加至荷載先施加至1.4Ny；然后卸載至零然后卸載至零，然后然后反向施加至反向施加至1.5Ny。計計算結(jié)構(gòu)的算結(jié)構(gòu)的殘余變形殘余變形，畫出荷載位移曲線圖畫出荷載位移曲線圖。分 別 采 用分 別 采 用 KINH 和和MISO計算計算。CAD求解求解結(jié)構(gòu)概念分析及結(jié)構(gòu)概念分析及ANSYS程序?qū)崿F(xiàn)程序?qū)崿F(xiàn)【思考思考】思考思考6：等幅循環(huán)加載，：等幅循環(huán)加載，BKIN or BISOCAD求解求解切線彈性模量切線彈性模量0.1E，采用等幅循環(huán)采用等幅循環(huán)位移位移加載加載，最大幅度為最大幅度為1.2y。計算結(jié)構(gòu)經(jīng)歷計算結(jié)構(gòu)經(jīng)歷3個加載循環(huán)后的個加載循環(huán)后的反力反力，畫出荷載位畫出荷載位移曲線圖移曲線圖。分別采用分別采用BKIN和和BISO計算計算。