Msc.Marc案例2：戴帽圆柱球壳

1.练习要点：材料特性和边界条件的表格输入；边界条件施加在实体模型创建的曲面

2.问题描述

1）几何形状

空心圆柱高12英寸，半径4英寸；圆柱槽位于距离底部6英寸，半径1英寸，倒角0.2英寸。

2）材料属性：E=10000000，ν=0.3，加工硬化属性

3）分析类型：可变载荷静力学

4）边界条件：Z向固定，圆顶和孔洞施加压力

5）单元类型：138号三维壳单元

3.模型建立

思路：（1）建立实体模型

（2）转换：实体面到曲面

（3）使用自动Delaunay网格划分器创建网格

注：由于使用了自动网格生成器，单元的面将自动附着到曲面。此外，单元边将附着到曲线。

步骤：

（1）建立圆柱

注：Enter cylinder solid origin coordinates : 0 0 0 -------圆柱底面的中心点

Enter cylinder solid axis coordinates : 0 0 12 --------圆柱顶面的轴线向量

Enter cylinder solid radii : 4 4 ------圆柱底面与顶面的半径（可设置圆台形实体）

（2）建立圆柱上球体

（3）合并实体1、2

（4）创建内部小圆柱

（5）合并两实体，同（3）

（6）实体运算中——>相减——>分割实体面——>小圆柱边倒圆角0.2——>实体面到曲面（全选）——>去掉实体显示

（7）检查表面方向是否一致（对于边界条件施加和网格生成很重要）

（8）清除重复对象

（9）曲线布种子点：目标长度0.6，全选；匹配曲线种子点，容差0.1

曲面自动分网

最终网格

（10）几何特性，三维-壳-0.1厚度

（11）建立加工硬化曲线表格，函数最小值20000，最大值30000

依次添加点：0 20000

0.1 23000

0.3 25000

0.6 26000

1 27000

改变横纵坐标标签如下

（12）建立材料特性

（13）施加边界条件

通过定义双线性方程施加非均匀载荷，其中自变量为时间和x坐标位置。穹顶上的荷载随着时间的变化而增加。

圆柱底面Z固定

圆柱底面边缘部分固定，如下：

（14）圆柱槽内的载荷加载曲线

建立载荷表格

自变量V1

自变量V2

旋转相应视角后

压力800，表格为上述双线性曲线，选择圆柱洞内的两个面

（15）圆柱圆顶上的载荷加载曲线

最终四个边界条件

（16）工况设置

采用自适应时间增量步，会自动激活非正定矩阵求解。这对在圆顶处承受外部压力的薄壳体有用。

（17）分析任务

槽内塑性应变较大，调用大应变选项。除此之外，跟随力选项被激活，使得压力载荷始终基于当前的几何体。将等效应力和塑性应变写入外层与中层的post文件。使用Mement，默认层数是5层，所以1、3和5层得到输出。分析中使用了三节点薄壳单元。

分析任务选项：勾选Equivalent Von Mises Stress、Total Equivalent Plastic Strain，注意将层：默认改为外&中间。

（18）提交任务

3.后处理

模拟的目的是检查圆槽附近的塑性应变、变形和应力。验证了流动应力曲线。最后对自适应时间步进法的有效性进行了验证。

模型裁剪

观看Total Equivalent Plastic Strain Top Layer与Equivalent Von Mises Stress

.在检查位于槽中心的节点时，屈服应力的跟踪与定义的流动应力进行比较，如下所示。

历程曲线：应力应变曲线

您可以观察到，该行为遵循图16中定义的应力-应变定律。在增量23，该节点弹性卸载，几次增量后，它重新加载。

下一步是检查负载的应用，这可以通过显示时间的历史来完成。

时间与增量数

可观察到，从增量20到45，时间只略有增加。

4.总结

1）视图设置

2）边界条件绘制到网格上

3）不均匀载荷的施加

4）双线性曲线表格的设置

5）历史曲线的输出，x轴Y轴的修改

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