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Ansys线性材料参数的定义汇总

2018年08月06日 CAE 阅读 3,749 views 次

在ANSYS中线性材料分为三类: isotropic(各向同性材料 )、orthotropic(正交各向异性材料 )、anisotropic(各向异性材料 )。这三种材料的属性参数都可以通过菜单Material Props - Material Models,在材料定义对话框的Structural - Linear - Elastic中进行定义。

下面介绍下使用命令流定义这三种材料的属性的方法。

1. isotropic各向同性材料

这种材料只需定义两个常数:EX, NUXY 即可。NUXY默认为0.3,剪切模量GXY默认为EX/(2(1+NUXY)),如果你定义的是各向同性的弹性材料的话,这个参数一般不用定义.如果要定义,一定要和公式: EX/(2(1+NUXY))的值匹配,否则出错,另泊松比的定义一般推荐不要超过0.5. 相关命令如下:

mp,ex,1,300e9

mp,nuxy,1,0.25

2.orthotropic正交各向异性材料

这种材料需定义的常数有: EX, EY, EZ, NUXY, NUYZ, NUXZ, GXY, GYZ, GXZ 。在这里没有默认值,就是说,如果你某些参数不定义的话,程序会提示出错。比如,XY平面的平面应力问题,如果你只定义了EX, EY,程序将提示你,这是正交各向异性材料, GXY, NUXY是必须的。相关命令如下:

mp,ex,1,300e9

mp,ey,1,200e9

mp,nuxy,1,0.25

mp,gxy,1,170e9

3.anisotropic各向异性材料

各向异性材料定义起来较为复杂,这里只作些简单的说明,更详细的资料,可以参考帮助文档。对于各向异性弹性材料的定义,需要定义弹性系数矩阵,这个矩阵是一个对称正定阵,因而输入的值一定要为正值。弹性常数矩阵如下图所示:

各向异性体只有21个独立的弹性常数,因而我们也就只需输入21个参数即可。而且对于二维问题,弹性常数缩减为10个.弹性系数矩阵可以用刚度或柔度两种形式来定义,自己根据情况选用,输入的时候,可以通过菜单或者TB命令的TBOPT选项来控制. 相关的命令如下:

tb,anel,1

tbdata,1, 110e6, 120e6, 130e6, 140e6, 150e6, 160e6

tbdata,7, 220e6, 230e6, 240e6, 250e6, 260e6

tbdata,12, 330e6, 340e6, 350e6, 360e6

tbdata,16, 440e6, 450e6, 460e6

tbdata,19, 550e6, 560e6

tbdata,21, 660e6

在定义时需注意一下各个参数的编号顺序和起始位置,不要搞错了。输入的时候,是按照上三角矩阵来录入的,即:D11,D12,D13,D14,D15,D16,D22,D23…

关于线性材料热属性的定义方法可参考文章《Ansys线性材料属性简介及其定义方法》,在ANSYS中定义材料模型的其他常用命令介绍可参考文章《Ansys定义材料模型的常用命令》

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