练习19:单板周期加载
本案例是约束板受周期温度载荷作用,分别从Isotropic与Kinematic模型粗放的观察升温降温过程后的残余应力情况。
问题描述
单杆受周期温度载荷,考察其残余应力;
结构形态如下图所示。
材料信息
cast iron;
杨氏模量:70GPa;
泊松比:0.3;
conductivity:48;
density:7200;
Heat:452;
其中Expansion、Plastic参数见源文档
工作目录
几何模组
单击Open,从工作目录选择Bar.cae并打开
Isotropic Harding
属性模组
因为是热分析,故此给了很多材料热有关的属性。详细参数见上面注释以及源文档。
装配模组
分析步模组
请求输出
定义载荷
对整个板施加温度荷载,幅度为600,曲线选择Amp-1
第二、第三分析步如同第一个分析步,一样的定义。
定义边界
交互模组
网格模组
使用的单元类型为CPS4R。
分析任务
可视化模组
Mises
EE、PE、THE
从图上可见,热应变(THE)随温度线性变化。当板在水平方向上伸展的材料受到限制将会产生压缩应变,一开始仅压缩弹性应变,但随着材料弹性应变达到极限,开始出现压缩塑性屈服。随着热应变增加,弹性应变与塑性应变保持增加。热应变开始有下降时,弹性应变(EE)开始下降,并且方向反转(压缩变拉伸),期间塑性应变(PE)保持不变。随着热应变进一步降低,材料达到弹性极限,开始出现拉伸屈服。拉伸屈服引起塑性屈服幅度下降。第一个周期结束,热应变消失,材料中出现残余弹性与塑性应变。
Stress Vs Strain(longitudinal)
Kinematic hardening
直接在属性里面修改,可以参照上一个练习。修改完成直接重新提交分析任务。
可视化模组
Stress Vs Strain(Longitudinal)
每个周期结束时,应力应变为非零。
分析结果表明:在周期加载过程当中,随着温度上升,板产生高压缩应力,但是当材料冷却下来并且热应变消失时,压缩应力转变成拉伸应力。从两个材料模型可以观察到,与各向同性硬化相比,随动硬化有相对更低的残余应力。
模型文件下载:
https://cloud.189.cn/t/nUz26vMBfuqa (访问码:xi5u)
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