蠕变分析实例
蠕变分析【精选文档】
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4 蠕变分析4.4.1 蠕变理论4.4.1。
1 定义蠕变是率相关材料非线性,即在常荷载作用下，材料连续变形的特性。
相反如果位移固定，反力或应力将随时间而变小，这种特性有时也称为应力松驰，见图4—18a .图4-18 应力松弛和蠕变蠕变的三个阶段如图4-18b所示.在初始蠕变阶段,应变率随时间而减小，这个阶段一般发生在一个相当短的时期。
在第二期蠕变阶段，有一个常应变率，所以应变以常速率发展,在第三期蠕变阶段，应变率迅速增加直到材料失效.由于第三期蠕变阶段所经历的时间很短，材料将失效，所以通常情况下，我们感兴趣的是初始蠕变和第二期蠕变。
ANSYS程序中的蠕变行为用来模拟初始蠕变和第二期蠕变。
蠕变系数可以是应力、应变、温度、时间或其它变量的函数。
在高温应力分析中(如核反应堆等），蠕变分析非常重要。
例如，假设在核反应堆中施加了预荷载，以保证与相邻部件保持接触而不松开。
在高温下过了一段时间后，预荷载将降低（应力松驰),可能使接触部件松开。
对于一些材料如预应力砼，蠕变也可能十分重要。
最重要的是要记住，蠕变是永久变形。
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2 理论介绍蠕变方程：我们通过一个方程来模拟蠕变行为,此方程描述了在实验中观测到的主要特征（特别是在一维的拉伸实验中）。
这个方程以蠕应变率的方式表示出来，其形式如下：上式中,A、B、C、D是从实验中得到的材料常数，常数本身也可能是应力，应变，时间或温度的函数，这种形式的方程被称为状态方程。
上式中,当常数D为负值时，蠕应变率随时间下降，材料处于初始蠕变阶段，当D为0时，蠕应变率为常值，材料处于第二期蠕变阶段。
对于2－D或3－D应力状态,使用VON Mises方程计算蠕应变率方程中所使用的标量等效应力和等效应变。
对蠕变方程积分时,我们使用经过修改的总应变，其表达式为:经过修改的等效总应变为：其等效应力由下式算出:其中：G=剪切模量＝等效蠕应变增量由程序给出的某一种公式进行计算，一般为正值，如果在数据表中，则使用的是衰减的蠕应变率而不是常蠕变率，但这个选项一般不被推荐，因为在初始蠕变所产生的应力为主的情况下，它可能会严重的低估蠕变值.如果，程序使用修正的等效蠕应变增量来代替蠕应变增量。
例16 蠕变过程的模拟
例16 蠕变过程的模拟16.1 问题描述椭圆形管道，时间一长，会产生蠕变，管道截面由椭圆形为喇叭形，最终变为原形并由于应变过大而遭破坏。
采用NORTOND蠕变模型。
根据对称取一半进行分析，如图16-1。
图16-1 在高温条件下承受均布内压的椭圆形管道16.2 网格划分先激活并设置格栅，加圆弧线及直线各两条，形成两个直纹面，然后转化为单元，由SYMMETRY复制网格。
检查单元节点编号，删去重复单元节点。
参见图16-2、16-3、16-4。
图16-2 格栅设置MESH GENERA TIONCOORDINA TE SYSTEM SET: (设置格栅)GRID ON （打开栅格）U DOMAIN （输入分布U，V上的数值）0 1U SPACING0.065V DOMAIN-1 1V SPACING0.065FILLRETURNCURVE TYPE (选择曲线类型：圆弧)ARC:CENTER/POINT/POINTRETURNCURVES:ADD （增加曲线）0 –0.715 0 0 -0.91 0 0.195 -0.715 00 –0.715 0 0 -0.975 0 0.26 -0.715 0CURVE TYPE (选择曲线类型：直线)LINERETURNCURVES :ADDPOINT(0.195 ,-0.715,0.0)POINT(0.195 ,0.0,0.0)POINT(0.26 ,-0.715,0.0)POINT(0.26 ,0.0,0.0)SURFACE TYPE （选择曲面类型：直纹曲面）RULEDRETURNSURFACE：ADD （增加曲面）1 23 4CONVERT （将几何实体转换为网格）DIVISIONS （定义在第一、第二方向上的单元的划分数目）15 4SURFACE TO ELEMENTS （将曲面转换为单元）2END LISTDIVISIONS10 4SURFACE TO ELEMENTS （将曲面转换为板状单元）1END LISTRETURNSYMMETRY （将节点单元或几何实体相对某一镜射平面作对称复制）NORMAL （指定镜射面的法线方向，下面设置表示沿Y轴对称）0 1 0ELEMENTSALL EXSTINGCHECK （检验网格）UPSIDE DOWN （检查二维平面单元是否为upside down 单元）FLIP ELEMENTS （命令更正单元节点编号）ALL SELECTEDSWEEP （消除重复的或距离过小的几何元素和有限单元元素）ALLRETURNRENUMBER （重新编号）MAIN图16-3 形成二个直纹面图16-4 网格16.3 初始条件施加初始温度值，在本题中温度不变，材料特性也不随温度变，因而本步骤可省略。
蠕变
蠕变
1、蠕变现象 2、蠕变的定义 3、蠕变的理论解释 4、蠕变强度及金属组织 5、蠕变试验方法 6、实际中的蠕变断裂 7、蠕变资料
冷加工 在一定的试验温度下，蠕变极限随着冷加 工程度的增加而增大，并在某一加工程度下 达到最大，如超过这一加工程度，蠕变极限 就急剧下降。 但是冷加工程度高，则应变能增大，同时 扩散被加速，所以蠕变时容易产生回复和再 结晶，而析出物也容易粗化，蠕变强度要下、 降。 因此，把冷加工做为提高耐热合金高温长 时间蠕变强度的方法是不适宜的。
低温蠕变
目前大家比较容易接受的是Seeger所提出的林位 错理论。因为低温时没有回复，可动位错不能离 开它们的滑移面。而长程内应力和贯穿它们滑移 面的不同取向位错（林位错）阻碍它们的移动。 热激活只能帮助位错在滑移过程中克服与位错林 交截造成的阻碍，从而形成热激活割阶的过程。 这个过程实际上就是一个蠕变的过程。但是，内 应力σ是随着应变ε而增加的，所以割穿一个不同 取向位错所需的能量也随之增加，其结果就是α蠕 变速率（低温蠕变）随时间变慢，最终趋于稳定。
5、蠕变试验方法
测定蠕变极限、持久强度的基本试验装置 多为一种杠杆式的静加载系统。 加载方法为：在杠杆上设有分载荷，随着试 样的伸长逐渐移动分载荷。 另外还有安德雷德的浮力法以及逐渐改 变杠杆有效长度的方法等。
拉伸蠕变试验机
6、实际中的蠕变断裂
6.1 焊接区的蠕变 随着焊接技术的 发展，在以发电用 锅炉为主的高温用 机器上，大量地采 用了焊接结构，焊 接区的蠕变强度， 实际上是一个极其 重要的问题。
生活中蠕变和松弛的例子
生活中蠕变和松弛的例子
生活中蠕变和松弛的例子有很多，比如说人的身体状态、思维方式、行为习惯等等都会发生蠕变和松弛。
在保持健康的生活状态方面，我们需要注意以下几点：
1. 饮食习惯的蠕变和松弛：很多人在平时的饮食中，容易偏向高油脂、高热量的食物，导致身体的肥胖和代谢紊乱。
所以我们需要调整饮食，控制摄入的热量和脂肪，增加水果、蔬菜等健康食品的比例，保持身体的健康状态。
2. 运动习惯的蠕变和松弛：很多人在平时缺乏运动，长时间坐着或者不动，导致肌肉松弛、身体僵硬。
所以我们需要多参加运动，适当增加身体活动量，保持身体的灵活度和力量。
3. 心态习惯的蠕变和松弛：很多人在面对生活中的压力和困难时，容易产生消极的情绪和想法，导致心态的松弛。
所以我们需要调整自己的心态，积极面对生活中的挑战和困难，保持心态的坚定和积极。
总之，蠕变和松弛是生活中不可避免的现象，我们需要时刻注意自己的身体、思维和行为习惯，及时调整和改善，保持身心健康。
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蠕变分析实例
图2
坐标轴设置对话框
ห้องสมุดไป่ตู้3
时间为 1000 小时的轴向应力结果显示
ANSYS 显示窗口将显示螺栓的有限元图，如图 1。
图1 五、施加载荷
螺栓有限元模型图
1) 施 加位 移 约束 。选 择 Preprocessor → Loads → Define Loads → Apply → Structural→Displacement→On Nodes 命令, 出现 Apply U, ROT on Nodes 拾取菜单，单击 Pick All 和 OK，在 Lab2 DOFs to be contrained 复选框 中选择 All DOF, 取 VALUE Displacement value 为 0。 2) 施加温度。选择 Preprocessor→Loads→Define Loads→Apply→Structural→Temperature→Uniform Temp 命令，取 Uniform Temperature 为 900。 六、求解计算 1) 定义分析类型。分析类型为 Static。 2)选择 Solution→Load Step Opts→Solution Ctrl 命令，出现 Nonlinear Solution Control 对话框，使 Solution Control 状态从 ON 变为 OFF，在 Pressure load stiffness 下拉菜单中选择 Program Chosen。 3) 定义求解时间步。选择 Solution→Load Step Opts→Time/Frequenc→Time and Substps 命令，取 Time at end of load step 为 3600000，取 Number of substeps 为 100，并选中 Stepped, 其余采用默认设置。 4) 求解输出控制。选择 Solution → Load Step Opts → Output Ctrls → Solu Printout 命令，在 Item for printout control 下拉菜单中选择 Basic quantities，并选中 Every Nth substp, 取 N 值为 36000，Component name 为 All entities。 5) 写入数据库和结果文件控制。选择 Solution → Load Step Opts → Output Ctrls→DB/Result Files 命令，在 Item to be controlled 下拉菜单中选 择 Element solution, 并选中 Every Nth substp, 取 N 值为 1，Component name 为 All entities。 6) 选择 Solution→Solve→Current LS 命令，单击 OK, ANSYS 将开始求解计 算，求解结束时，出现 Note 对话框。 七、查看求解结果 1) 轴向应力和时间变化关系曲线显示 ·定义时间-历程变量。选择 TimeHist Postpro→Define Variables 命令，单 击 Add 按钮，选中 by seq no.,单击 OK 按钮，出现单元拾取菜单，在输入栏
一起焊点低应力下蠕变断裂案例的分析及启示
一起焊点低应力下蠕变断裂案例的分析及启示近年来，焊接技术在工程领域中得到了广泛应用，然而焊接过程中产生的低应力下蠕变断裂问题却常常令人头痛。
本文将介绍一起焊点低应力下蠕变断裂案例，并分析其原因及启示。
案例描述：在工程项目中，需要对两个金属构件进行焊接连接。
焊接过程中，首先通过压焊夹具固定两个构件，然后采用电弧焊工艺进行焊接。
焊后进行了外观检查，焊点看起来完好无损，质量合格。
然而，在后续的使用过程中，焊点出现了低应力下蠕变断裂的情况，导致整个工程项目受到了严重影响。
分析：1.材料选择不当：低应力下蠕变断裂主要是由于材料的高温蠕变性能差异造成的。
焊接过程中，如果选用了蠕变性能差异较大的材料进行焊接，会使得焊点承受更大的应力，从而容易发生断裂。
因此，合适的材料选择是避免蠕变断裂的关键。
2.焊接参数控制不当：焊接参数的控制直接影响焊点的质量。
在本案例中，焊接时采用了电弧焊工艺，电弧焊的焊点高温区域会使金属发生蠕变，从而导致应力集中。
如果焊接参数选择不当，如焊接温度过高或焊接时间过长，都会使得焊点内部的应力集中，从而导致蠕变断裂。
因此，正确控制焊接参数是防止低应力下蠕变断裂的重要措施。
3.焊接前后处理不当：焊接后，焊点内部残余应力往往较大，如果焊后处理不当，则残余应力会积累甚至继续增大，从而使焊点易发生断裂。
例如，在本案例中，焊点的外观看起来完好无损，但可能未进行适当的热处理，导致焊点内部应力不能得到释放，最终导致了蠕变断裂的发生。
因此，焊后处理的重要性不容忽视，必须进行适当的热处理以消除残余应力。
启示：1.材料选择必须慎重，尽量选择蠕变性能相似的材料进行焊接，以避免蠕变断裂的发生。
2.焊接参数要正确控制，避免焊接温度过高和焊接时间过长，以减少焊点内部的残余应力。
3.焊后处理必不可少，尽量采取适当的热处理方式，以消除焊点内部的残余应力。
4.进行严格的焊接检测和质量控制，以确保焊点的质量符合要求。
总结：低应力下蠕变断裂是焊接过程中常见的问题，可以通过合适的材料选择、正确的焊接参数控制和适当的焊后处理来预防和避免。
ansys 蠕变例子
ansys 蠕变例子绷紧的螺钉的应力松弛现象/COM,ANSYS MEDIA REL. 8.1 (03-15-2004) REF. VERIF. MANUAL: REL. 8.1 /VERIFY,VM132/PREP7/TITLE, VM132, STRESS RELAXATION OF A BOLT DUE TO CREEPC*** STR. OF MATL., TIMOSHENKO, PART 2, 3RD ED., PAGE 531 ANTYPE,STATICET,1,LINK1 ! SPAR ELEMENTR,1,1,(1/30000) ! INITIAL STRAINMP,EX,1,30E6TB,CREEP,1TBDATA,1,4.8E-30,7 ! CREEP PROPERTIESN,1N,2,10E,1,2BFUNIF,TEMP,900 ! UNIFORM TEMPERATURETIME,1000KBC,1D,ALL,ALL ! FIX ALL DOFSFINISH/SOLUSOLCONTROL,0NSUBST,100OUTPR,BASIC,10 ! PRINT BASIC SOLUTION FOR EVERY 10TH SUBSTEP OUTRES,ESOL,1 ! STORE ELEMENT SOLUTION FOR EVERY SUBSTEPSOLVEFINISH/POST26ESOL,2,1,,LS,1,SIG ! STORE AXIAL STRESSPRVAR,2 ! PRINT AXIAL STRESS VS TIME*GET,T190,VARI,2,RTIME,190*GET,T420,VARI,2,RTIME,420*GET,T690,VARI,2,RTIME,690*GET,T880,VARI,2,RTIME,880*GET,T950,VARI,2,RTIME,950*status,parm*DIM,LABEL,CHAR,5,2*DIM,VALUE,,5,3LABEL(1,1) = 'SIG @ ','SIG @ ','SIG @ ','SIG @ ','SIG @ 'LABEL(1,2) = '190 hr','420 hr','690 hr','880 hr','950 hr'*VFILL,VALUE(1,1),DATA,975,950,925,910,905*VFILL,VALUE(1,2),DATA,T190,T420,T690,T880,T950V1 = ABS(T190/975)V2 = ABS(T420/950)V3 = ABS(T690/925)V4 = ABS(T880/910)V5 = ABS(T950/905)*VFILL,VALUE(1,3),DATA,V1,V2,V3,V4,V5/COM/OUT,vm132,vrt/COM,------------------- VM132 RESULTS COMPARISON -------------/COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),VALUE(1,1),VALUE(1,2),VALUE(1,3)(1X,A8,A8,' ',F10.0,' ',F10.0,' ',1F5.2)/COM,----------------------------------------------------------/OUTFINISH*LIST,vm132,vrt==============================/COM,ANSYS MEDIA REL. 8.1 (03-15-2004) REF. VERIF. MANUAL: REL. 8.1 /VERIFY,VM133/PREP7MP,PRXY,,0.3/TITLE, VM133, MOTION OF A ROD DUE TO IRRADIATION INDUCED CREEPC*** REFERENCE - ANY BASIC CALCULUS BOOKANTYPE,STATICET,1,BEAM23 ! PLASTIC BEAMR,1,.25,.0052083,.5 ! AREA, IZZ, HEIGHTMP,EX,1,300TB,CREEP,1TBDATA,55,0.5E-12,1E10 ! CREEP EQUATION CONSTANTS K1 AND K2 TBDATA,66,5 ! SELECT IRRADIATION INDUCED CREEP EQUATIONN,1N,2,1E,1,2D,1,ALL ! FIX ONE ENDF,2,FX,.25 ! FORCE INDUCING CONSTANT STRESSFINISH/SOLU!SOLCONTROL,0BFE,1,TEMP,1,1000,1000,1000,1000 ! APPLY CONSTANT TEMPERATURE BFE,1,FLUE,1,0,0,0,0 ! APPLY ZERO FLUENCETIME,1E-8 ! NEAR ZERO TIME FOR FIRST LOAD STEPOUTPR,BASIC,1 ! PRINT BASIC ELEMENT SOLUTIONOUTRES,EPCR,1 ! STORE CREEP STRAIN RESULTS FOR EVERY SUBSTEP CNVTOL,F,,,,1E-6 ! NEAR ZERO VALUE FOR MINREF FIELDCNVTOL,M,-1 ! CONVERGENCE CRITERION BASED UPON MOMENTS IS! REMOVED AS IT IS NOT NEEDED FOR THIS TESTSOLVE ! LOAD STEP 1NSUBST,50,500,50TIME,5OUTPR,BASIC,5BFE,1,FLUE,1,5E10,5E10,5E10,5E10 ! FINAL FLUENCES (RAMPED)SOLVE ! 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MACRO TO SET PREFS FOR JPEG PLOTS/SHOW,JPEG/TITLE,VM224, Implicit Creep Under Biaxial Load/COM, NAFEMS Fundamental Tests of Creep Behavior, Becker and Hyde /NOPR/COM,/COM, 2D CREEP TESTS WITH BIAXIAL CONSTANT LOAD,/COM, REFERENCE: TEST 10(A) FROM NAFEMS R0027./COM,/COM, EXPECTED RESULTS:/COM, TIME | EPCRX | EPCRY/COM, ----------------------------/COM, 0.0 | 0.0 | -0.0/COM, 0.1 | 0.0427 | -0.0427/COM, 1.0 | 0.135 | -0.135/COM, 5.0 | 0.3019 | -0.3019/COM, 10.0 | 0.4269 | -0.4269/COM, 50.0 | 0.9546 | -0.9546/COM, 100.0 | 1.35 | -1.35/COM, 500.0 | 3.019 | -3.019/COM, 1000.0 | 4.2691 | -4.2691/COM,/PREP7C*** PARAMETRIC INPUT FOR CREEP CONSTANTS (PRIMARY CREEP)!****SET,C1,1.5625E-14 !ASSIGN VALUE*SET,C2,5.0 !ASSIGN VALUE*SET,C3,-0.5 !ASSIGN VALUE*SET,C4,0 !ASSIGN VALUEC*** TIME PARAMETER*SET,HOUR,1000 !ASSIGN VALUEC*** ELASTIC CONSTANTMP,EX,1,200E3 !DEFINE YOUNG'S MODULUSMP,NUXY,1,0.3 !DEFINE POISON'S RATIOTUNIF,HOT !ASSIGN TEMP TO NODESTOFF,OFFS !SPECIFY TEMP RELATIVE TO ABSOLUTE VALUESTB,CREEP,1,,,6 !ACTIVATE DATA TABLETBDATA,1,C1,C2,C3,C4 !DEFINE DATA FOR TABLESAVE !SAVE/PREP7N,1,0,0,0N,2,100,0N,3,100,100N,4,0,100N,5,50,0N,6,100,50N,7,50,100N,8,0,50N,9,50,50ET,1,PLANE182KEYOPT,1,1,1KEYOPT,1,3,0E,1,5,9,8E,5,2,6,9E,9,6,3,7E,8,9,7,4NALLNSEL,S,LOC,XD,ALL,UXNSEL,S,LOC,YD,ALL,UYNALL/SOLUNSEL,S,LOC,X,100SF,ALL,PRES,-200NALLNSEL,S,LOC,Y,100SF,ALL,PRES,200NALLRATE, OFFDELT,1.0E-8,1.0E-9,1.0E-8 TIME, 1.0E-8/OUT,SCRATCHOUTRES,ESOL,ALLSOLVE/OUTRATE, ON, ONDELT,1E-5,1E-5,100TIME,1000/OUT,SCRATCHSOLVE/OUTFINISH/POST26ESOL,2,1,,EPCR,XESOL,3,1,,EPCR,YPRVAR,2,3PLVAR,2,3*GET,RES1X,VARI,2,RTIME,1000*GET,RES1Y,VARI,3,RTIME,1000 FINISHPARSAV,ALLRESUMEPARRES,CHANGE/PREP7N,1,0,0,0N,2,100,0N,3,100,100N,4,0,100N,5,50,0N,6,100,50N,7,50,100N,8,0,50ET,1,PLANE183KEYOPT,1,3,0E,1,2,3,4,5,6,7,8NALLNSEL,S,LOC,XD,ALL,UXNSEL,S,LOC,YD,ALL,UYNALL/SOLUNSEL,S,LOC,X,100SF,ALL,PRES,-200NALLNSEL,S,LOC,Y,100SF,ALL,PRES,200NALLRATE, OFFDELT,1.0E-8,1.0E-9,1.0E-8 TIME, 1.0E-8/OUT,SCRATCHSOLVE/OUTRATE, ON, ONDELT,1E-5,1E-5,100TIME,1000/OUT,SCRATCHOUTRES,ESOL,ALLSOLVE/OUTFINISHESOL,2,1,,EPCR,XESOL,3,1,,EPCR,YPRVAR,2,3PLVAR,2,3*GET,RES2X,VARI,2,RTIME,1000*GET,RES2Y,VARI,3,RTIME,1000*DIM,LABEL1,CHAR,2*DIM,VALUE1,,2,3LABEL1(1) = ' ECRXX ',' ECRYY '*VFILL,VALUE1(1,1),DATA,4.2691,-4.2691*VFILL,VALUE1(1,2),DATA,RES1X,RES1Y*VFILL,VALUE1(1,3),DATA,ABS(RES1X/4.2691),ABS(RES1Y/(-4.2691))*DIM,LABEL2,CHAR,2*DIM,VALUE2,,2,3LABEL2(1) = ' ECRXX ',' ECRYY '*VFILL,VALUE2(1,1),DATA,4.2691,-4.2691*VFILL,VALUE2(1,2),DATA,RES2X,RES2Y*VFILL,VALUE2(1,3),DATA,ABS(RES2X/4.2691),ABS(RES2Y/(-4.2691))/OUT,vm224,vrt/COM/COM,------------------- VM224 RESULTS COMPARISON --------------------- /COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,/COM, PLANE182/COM,*VWRITE,LABEL1(1),VALUE1(1,1),VALUE1(1,2),VALUE1(1,3)(1X,A8,' ',F7.4,' ',F7.4,' ',1F5.3)/COM,/COM, PLANE183/COM,*VWRITE,LABEL2(1),VALUE2(1,1),VALUE2(1,2),VALUE2(1,3)(1X,A8,' ',F7.4,' ',F7.4,' ',1F5.3)/COM,---------------------------------------------------------------- /OUTFINISH*LIST,vm224,vrt==============================/COM,ANSYS MEDIA REL. 10.0 (05/31/2005) REF. VERIF. MANUAL: REL. 10.0 /VERIFY,VM200JPGPRF,500,100,1 ! MACRO TO SET PREFS FOR JPEG PLOTS/SHOW,JPEG/TITLE, VM200, VISCOELASTIC SANDWICH SEAL ANALYSIS/COM, ----- 2-D ANALYSIS -----/COM, "FE CALCULATIONS OF RESIDUAL STRESSES ....",SOULES ET AL. ET,1,VISCO88,,,1 ! AXISYMMETRIC 2-D VISCOELASTIC ELEMENT*CREATE,MAC1 ! MACRO FOR MATERIAL PROPERTIES/COM, MATERIAL ONE IS G-11 GLASS AND MATERIAL TWO IS ALUMINA/COM, NOTE THAT ALUMINA IS AN ELASTIC MATERIAL THEREFORE IT/COM, DOES NOT HAVE VISCOELASTICITY AND STRUCTURAL RELAXATION/COM, MATERIAL PROPERTIES OF ALUMINATB,EVISC,2TBDATA,31,52.6E-7 ! THERMAL EXPANSION COEFFICENTS FOR ALUMINA TBDATA,32,.119E-7 ! LOCATIONS 31-33TBDATA,33,-1.0E-11TBDATA,46,1.435E5 ! SHEAR MODULUS AT TIME = 0TBDATA,47,1.435E5 ! SHEAR MODULUS AT TIME = INFINITYTBDATA,48,3.11E5 ! BULK MODULUS AT TIME = 0TBDATA,49,3.11E5 ! BULK MODULUS AT TIME = INFINITY/COM, MATERIAL PROPERTIES OF G-11 GLASSTB,EVISC,1TBDATA,1,6.45D4 ! H/RTBDATA,2,0.53 ! VALUE OF XTBDATA,3,6 ! NO. OF MAXWELL ELEMENTS FOR STRUCTURAL RELAXATION TBDATA,6,0.108 ! COEFFICIENTS OF THE MAXWELL ELEMENTS FOR TBDATA,7,0.443 ! VOLUME DECAY (STRUCTURAL RELAXATION)TBDATA,8,0.166 ! LOCATIONS 6-11TBDATA,9,0.161TBDATA,10,0.046TBDATA,11,0.076TBDATA,16,3.00 ! RELAXATION TIMES FOR VOLUME DECAY FUNCTION TBDATA,17,0.671 ! LOCATIONS 16-21TBDATA,18,0.247TBDATA,19,0.091TBDATA,20,0.033TBDATA,21,0.008TBDATA,26,3.43E-5 ! THERMAL EXPANSION COEFF. IN LIQUID STATE TBDATA,31,64.7E-7 ! THERMAL EXPANSION COEFF. IN GLASS (SOLID) STATE TBDATA,32,.02E-7 ! LOCATIONS 31-32TBDATA,36,618 ! FICTIVE TEMPERATURE LOCATIONS 36-41TBDATA,37,618TBDATA,38,618TBDATA,39,618TBDATA,40,618TBDATA,41,618TBDATA,46,2.79D4 ! SHEAR MODULUS AT TIME = 0TBDATA,47,0.0D0 ! SHEAR MODULUS AT TIME = INFINITYTBDATA,48,6.05D4 ! BULK MODULUS AT TIME = 0TBDATA,49,6.05D4 ! BULK MODULUS AT TIME = INFINITYTBDATA,50,3 ! THREE MAXWELL ELEMENTS FOR SHEAR RELAXATION TBDATA,51,0.422 ! COEFF. FOR SHEAR RELAXATION LOCATIONS 51-53 TBDATA,52,0.423TBDATA,53,0.155TBDATA,61,0.0689 ! RELAXATION TIMES FOR SHEAR RELAXATION TBDATA,62,0.0065 ! LOCATIONS 61-63TBDATA,63,0.0001TBDATA,71,0 ! NO BULK MODULUS RELAXATION*END*USE,MAC1 ! EXECUTE MACRO FOR MATERIAL PROPERTIES:COM, CREATE FINITE ELEMENT MODELN,1,N,3,,0.00025FILLN,5,0,(0.00025+0.00325)FILLNGEN,3,10,1,5,1,.001MAT,2E,1,21,23,3,11,22,13,2MAT,1E,3,23,25,5,13,24,15,4/COM, APPLY BOUNDARY CONDITIONS AND COUPLINGNSEL,S,LOC,YDSYM,SYMM,YNSEL,S,LOC,XDSYM,SYMM,XNSEL,ALLD,1,ALLCP,1,UX,21,22,23,24,25CP,2,UY,2,22CP,3,UY,3,13,23CPSGEN,2,2,2,3,1FINISH/COM SINCE THE SOLUTION OUTPUT IS VOLUMINOUS IT IS DIVERTED TO A /COM SCRATCH FILE/OUTPUT,SCRATCH*CREATE,MAC2 ! CREATE MACRO FOR ANALYSIS TYPE AND LOADING/SOLUSOLCONTROL,0ANTYPE,STATIC/COM, TEMPERATURE SET UPTREF,618TOFFST,273TUNIF,618TIME,1E-5CNVTOL,F,,,,.00001 ! VERY SMALL MINIMUM ENFORCED! FOR CONVERGENCESOLVEOUTRES,ESOL,1 ! STORE RESULTS FOR EVERY SUBSTEP NSUBST,200TUNIF,460 ! COOLINGTIME,3160SOLVETIME,(14400+3160) ! ISOTHERMAL HOLDSOLVETUNIF,18 ! FURTHER COOLINGTIME,(14400+12000)SOLVE*ENDFINISH*USE,MAC2 ! EXECUTE ANALYSIS AND LOADING MACRO/OUTPUT/POST26ESOL,2,2,,BFE,TEMPESOL,3,2,3,S,X,STRESS*CREATE,MAC3 ! MACRO FOR PROCESSING RESULTSXVAR,2/GRID,1/AXLAB,X,TEMPERATURE/AXLAB,Y,IN-PLANE STRESS (MPA)PLVAR,3*GET,MXSX,VARI,3,EXTREM,VMAX ! MAXIMUM IN-PLANE STRESS NSTORE,20 ! STORE EVERY 20TH TIME POINT RESULTS PRVAR,2,3*END*USE,MAC3 ! EXECUTE POSTPROCESSING MACRO*SET,P1,(MXSX)*GET,T1,VARI,3,EXTREM,TMAX*GET,TE,VARI,2,RTIME,T1*DIM,LABEL,CHAR,2,2*DIM,VALUE,,2,3LABEL(1,1) = 'PRES MX ','TEMP 'LABEL(1,2) = 'MPa','DEG C'*VFILL,VALUE(1,1),DATA,12.5,460*VFILL,VALUE(1,2),DATA,P1,TE*VFILL,VALUE(1,3),DATA,ABS(P1/12.5),ABS(TE/460) SAVE,TABLE_1FINISH/CLEAR,NOSTART ! CLEAR THE DATABASEJPGPRF,500,100,1 ! MACRO TO SET PREFS FOR JPEG PLOTS /PREP7/TITLE, VM200, VISCOELASTIC SANDWICH SEAL ANALYSIS /COM, ----- 3-D ANALYSIS -----ET,1,89 ! 3-D VISCOELASTIC ELEMENT*USE,MAC1 ! EXECUTE MACRO FOR MATERIAL PROPERTIES/COM, CREATE FINITE ELEMENT MODELN,1,N,3,0.00025FILLN,5,(0.00025+0.00325)FILLNGEN,3,10,1,5,1,,.001NGEN,3,100,1,25,1,,,0.001MAT,2E,1,3,23,21,201,203,223,221EMORE,2,13,22,11,202,213,222,211EMORE,101,103,123,121EGEN,2,2,1,1,1,-1NSLE,SNSEL,INVENDELE,ALLNSLE,S/COM, APPLY BOUNDARY CONDITIONS AND COUPLINGNSEL,S,LOC,YDSYM,SYMM,YNSEL,S,LOC,XDSYM,SYMM,XNSEL,S,LOC,ZDSYM,SYMM,ZNSEL,S,LOC,Y,0.002CP,1,UY,ALLNSEL,S,LOC,Z,0.002CP,2,UZ,ALLNSEL,S,LOC,X,0.00025CP,3,UX,ALLNSEL,S,LOC,X,0.0035CP,4,UX,ALLNSEL,ALLFINISH/COM, SINCE THE SOLUTION OUTPUT IS VOLUMINOUS IT IS DIVERTED TO A /COM, SCRATCH FILE/OUTPUT,SCRATCH*USE,MAC2 ! EXECUTE ANALYSIS AND LOADING MACRO/OUTPUT/POST26ESOL,2,2,,BFE,TEMPESOL,3,2,3,S,Y,STRESS*USE,MAC3 ! EXECUTE POSTPROCESSING MACRO*SET,P2,(MXSX)*GET,T2,VARI,3,EXTREM,TMAX*GET,TE2,VARI,2,RTIME,T2*DIM,LABEL,CHAR,2,2*DIM,VALUE,,2,3LABEL(1,1) = 'PRES MX ','TEMP 'LABEL(1,2) = 'MPa','DEG C'*VFILL,VALUE(1,1),DATA,12.5,460*VFILL,VALUE(1,2),DATA,P2,TE2*VFILL,VALUE(1,3),DATA,ABS(P2/12.5),ABS(TE2/460)SAVE,TABLE_2RESUME,TABLE_1/COM/OUT,vm200,vrt/COM,------------------- VM200 RESULTS COMPARISON -------------- /COM,/COM, | TARGET | ANSYS | RATIO/COM,/COM,RESULTS USING VISCO88*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),VALUE(1,1),VALUE(1,2),VALUE(1,3) (1X,A8,A8,' ',F10.1,' ',F10.1,' ',1F5.3)/NOPRRESUME,TABLE_2/GOPR/COM,/COM,RESULTS USING VISCO89*VWRITE,LABEL(1,1),LABEL(1,2),VALUE(1,1),VALUE(1,2),VALUE(1,3) (1X,A8,A8,' ',F10.1,' ',F10.1,' ',1F5.3)/COM,----------------------------------------------------------- /OUTFINISH/NOPR/DELETE,TABLE_1/DELETE,TABLE_2/DELETE,MAC1/DELETE,MAC2/DELETE,MAC3FINISH*LIST,vm200,vrt============================== 然后再贴几个其他的例子FINI/CLE/PREP7!建立有限元模型ET,1,VISCO107N,1N,2,1E-2N,3,1E-2,1E-2N,4,,1E-2NGEN,2,4,1,4,1,,,1E-2E,1,2,3,4,5,6,7,8D,1,ALL,,,2D,5,ALL,,,6Save,visoplas,db!定义粘弹性材料参数Resume,visoplas,dbMP,EX,1,60.6E9MP,NUXY,1,0.4999TB,ANAND,1 !!!!关键,定义材料内型TBDATA,1,29.7E6TBDATA,2,21.08999E3TBDATA,3,1.91E7TBDATA,4,7.0TBDATA,5,0.23348TBDATA,6,1115.6E6TBDATA,7,18.92E6TBDATA,8,0.07049TBDATA,9,1.3FINISH!求解(静力分析)/SOLUANTYPE,STATICNLGEOM,ON ! 打开几何大变形OUTRES,RSOL,ALLBFUNIF,TEMP,673 !施加初始温度D,3,ALL,0.0,,8TIME,0.000001SOLVENSUBST,20 !定义该载荷步的子步数D,3,UX,0.2E-2,,4D,7,UX,0.2E-2,,8TIME,20SOLVEFINISH!后处理/POST26RFORCE,2,3,F,XRFORCE,3,4,F,XRFORCE,4,7,F,XRFORCE,5,8,F,XADD,6,2,3,4ADD,7,6,5,,LOADPRVAR,7*GET,F1,VARI,7,RTIME,20 FINISH============================== fini/cle/fil,exam0610/COM, Structural/config,NRES,6000/prep7et,1,beam23r,1,10*9,10*9**3/12,9,,,, mp,ex,1,3.5e10mp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7800acel,9.8,k,1k,2,10l,1,2lsel,alllatt,1,1,1esize,5lmesh,allnsel,s,loc,x,0,40esln,s,1,allcm,kuai0,elemallsel,allfinish/solueqslv,sparsetime,7NLGEON,ONNROPT,FULLESTIF,1e-5ALLSELEKILL,ALLallselnsel,s,loc,x,0d,all,allallselbfunif,temp,300ncnv,2kbc,1autots,ontb,creep,1tbdata,1,0,0,1nsubst,40outpr,basic,1outres,epcr,1solvesaverate,1esel,s,,,kuai0ealive,allesel,s,livensle,sNSEL,INVED,ALL,ALL,0allselnsel,s,loc,x,0d,all,alltime,100tb,creep,1tbdata,1,1e-5,0,1,0,0,allselsolvefinishsave==============================。
铝合金材料的蠕变性能分析
铝合金材料的蠕变性能分析近年来，随着现代工业技术的进展，铝合金材料已经成为了重要的结构材料之一。
由于具有优良的特性，铝合金材料的应用领域不断拓展，特别是在航空、汽车、船舶等领域得到广泛应用。
然而，铝合金材料的蠕变性能一直是其关键性能之一，因此本文将对铝合金材料的蠕变性能进行深入分析。
一、铝合金材料的蠕变特性蠕变是金属材料在高温条件下塑性变形的特殊形式。
一般情况下，蠕变是指温度超过半熔状态下的大应力、较低应变速度下的某些材料发生显著塑性变形的现象。
蠕变现象是一种重要的沉降现象，它将会极大地影响铝合金材料的长期稳定性和耐久性。
因此，铝合金材料的蠕变性能几乎是不能忽视的一个特性。
铝合金材料的蠕变特性受到许多因素的影响。
首先，高温下的材料强度降低，因此在高温下的应力水平的考虑更加显著。
其次，材料的微观结构与化学成分，例如材料的晶体学结构、缺陷和相互作用等也可能会影响蠕变行为。
另外，蠕变特性还受到试验条件的影响，例如应变速率、载荷、环境等。
二、铝合金材料的蠕变机理铝合金材料的蠕变机理主要包括三种类型：原型运动、管状运动和聚集运动。
原型运动是指在三轴应力宏观复合作用下，晶粒的发生屈服、延展、断裂等塑性变形。
原型运动发生时，材料的原型或晶粒的形状可能会发生变化。
管状运动是指形成细微管状空心结构的移动和回聚。
这种运动是短期的，一般只有几个微观级别的位移。
聚集运动是指由间隔空隙对材料的整体结构进行位移和扭曲。
铝合金材料的蠕变机理是复杂的，并且随着应用环境的变化而变化。
了解铝合金材料的蠕变机理有助于更好地理解材料的性质和使用性能。
三、铝合金材料的脆化机理分析铝合金材料的蠕变行为不仅受到材料性质的影响，同时也会受到试验条件和应变速率的影响。
因此，在选择材料和确定试验条件时应更加趋向稳定性和具有代表性的结果。
实验结果也表明，铝合金材料的蠕变行为是一个可靠的指标，能够提供至关重要的信息。
此外，铝合金材料的脆化机理也会影响到其蠕变特性。
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4.4.3蠕变分析实例
4.4.3.1问题描述
一块矩形板，其左端固定，而右端被拉伸至某一固定位置，然后保持在此位置不动。
试分析板中应力随时间的变化。
4.4.3.2问题详细说明
材料特性：
Ex=2e5
(泊松比)＝0.3
C6=0的显式初始蠕变方程：
C1=4.8e-23;C2=7
几何特性：
L=100;H=10
图4-22问题描述图
4.4.3.3求解步骤（GUI方法）
步骤一：建立计算所需要的模型
在这一步中，建立计算分析所需要的模型，包括定义单元类型，创建结点和单元，并将数据库保存为“creep.db”，在此对这一过程不再详细。
步骤二：恢复数据库文件“creep.db”
utility menu>file>Resume from
步骤三：定义材料性质
1、选“Main Menu>Preprocessor>Material Props>Material Models”。
出现“Define Material Model Behavior”对话框，选择Material Model Number1。
2、在“Material Models Available”窗口，双击“Structural->Linear->Elastic->Isotropic”。
出现一个对话框。
3、对杨氏模量（EX）键入2e5。
4、对泊松比（NUXY）键入0.3。
5、单击OK。
步骤四：定义creep数据表并输入相应值
1、在“Material Models Available”窗口，双击Structural->Nonlinear->Inelastic->Rate
Dependent->Creep->Creep Only->Mises Potential->Explicit，出现一个对话框。
2、在对话框表格中的C1，C2位置输入相应值(C1=4.8e-23,C2=7)。
3、单击OK
4、退出“Define Material Model Behavior”对话框。
步骤五：进入求解器
选择菜单路径Main Menu>Solution
步骤六：加载
根据所给条件，施加适当的约束和载荷。
在此不作详述，参考命令流文件。
步骤七：定义分析类型：
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>-Analysis Type-New Analysis.
2、单击“Static”来选中它然后单击OK。
步骤八：设置输出控制选项
1、选择菜单路径：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Load step opts-Output ctrls>Solu printout。
对话框出现
2、在“Item”中，选择“all items”
3、对“FREQ”,选择“Every Substep”
4、单击OK
5、选择菜单路径：Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Load step opts-Output ctrls>DB/Results File。
对话框出现。
6、在“Item”中，选择“all items”
7、对“FREQ”,选择“Every Substep”
8、单击OK
步骤九：设置载荷步选项
1、选择菜单路径Main Menu>Solution>Unabridged Menu>Load step opts-Time/Frequenc>Time and substps。
对话框出现。
6、对“Time”（载荷步终止时间）键入10000
7、对“NSUBST”(子步数)输入100
8、将“KBC”(加载方式)设置为Stepped
步骤十：进行求解
步骤十一：进行后处理
4.4.3.4求解步骤（命令流方法）
fini
/cle
l=100
h=30
n1=10
n2=3
/prep7
et,1,42
rect,0,l,0,h
lsel,s,loc,y,0
lesize,all,,,n1
lsel,s,loc,x,0
lesize,all,,,n2
mshkey,1
mshape,0,2d
amesh,all
save,creep,db
resume,creep,db
mp,ex,1,2e5
mp,prxy,0.3
TB,CREEP,1
TBDATA,1,4.8E-23,7!CREEP PROPERTIES
/solu
nsel,s,loc,x,0
d,all,all
nsel,s,loc,x,l
d,all,ux,0.1
alls
BFUNIF,TEMP,900!UNIFORM TEMPERATURE TIME,10000
KBC,1
NSUBST,100
OUTPR,all,all
OUTRES,all,all
alls
SOLVE
fini。