正确的弹性分析是弹塑性分析的前提
热9已有 844 次阅读 2017-08-22 10:27正确的弹性分析是弹塑性分析的前提
做课题时遇到一个厚壁筒弹塑性分析的例子,当时没有认真分析厚壁圆筒的边界条件,凭借之前的经验施加载荷和约束(见图1),按照应力-应变数据定义了材料模型,就开始计算,结果算出的结果和预期并不相符(见图2)。

图1 厚壁圆筒加载及约束情况

图 2 Mises应力云图
分析厚壁筒变形情况和解析解的边界条件,改变约束条件:增加等效端面的Y向位移耦合边界条件(见图3)。

图3 修改后的边界条件
验证弹性解的正确性:根据拉美公式,厚壁圆筒的解析解见表1。以计算内压Pi=1MPa;径比K=Ro/Ri=1.6为例分别采用PLANE182和PLANE183单元建立轴对称模型,计算结果见图4。

表1 厚壁圆筒解析解





图4 两种单元分别建模时的弹性解
解析解和有限元解的结果对比见表2(单位MPa)。对比解析解和有限元弹性解,可以看出计算结果基本吻合。PLANE182是一次单元,PLANE183是二次单元,二次单元的精度高于一次单元,误差也相对较小。

表2 结果对比
按照修改后的加载方式进行弹塑性分析,所得结果见图5,得到预期结果。所以做弹塑性分析之前,首先应检查弹性分析结果是否正确,在得到正确弹性解的基础上再进行弹塑性分析能够少走一些弯路。

图5 修改边界条件后的Mises应力云图








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