Неявный метод расчета ползучести
Неявный метод реализуется с помощью команды TBOPT.Здесь доступны следующие модели ползучести (их краткое описание приведено в таблице 2):
· Модель деформационного упрочненияописывает первую стадию ползучести (неустановившаяся ползучесть) и реализуется при TBOPT=1
.
· Модель временного упрочненияIописывает первую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=2
.
· Обобщенная модель экспоненциального упрочненияописывает первую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=3
,
.
· Обобщенная модель Грэмаописывает первую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=4
.
· Обобщенная модель Блэкбурнаописывает первую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=5
,
.
· Модифицированная модель временного упрочненияописывает первую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=6
.
· Модифицированная модель деформационного упрочненияописывает первую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=7
.
· Обобщенная модель Гарофалоописывает вторую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=8
.
· Экспоненциальный законописывает вторую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=9
.
· Закон Нортонаописывает вторую стадию ползучести и реализуется при TBOPT=10
.
· Модель временного упрочнения IIописывает первуюи вторую стадии ползучести и реализуется при TBOPT=11
.
· Полиномиальная модель
,
где
,
,
,
.
описывает первуюи вторую стадии ползучести и реализуется при TBOPT=12.
· Обобщенная модель временного упрочненияописывает первуюстадии ползучести и реализуется при TBOPT=13
,
,
.
Таблица 3.1.2
Модель ползучести | Стадия | TBOPT |
Деформационное упрочнение | ||
Временное упрочнениеI | ||
Обобщенное экспоненциальное упрочнение | ||
Обобщенная модель Грэма | ||
Обобщенная модель Блэкбурна | ||
Модифицированная модель временного упрочнения | ||
Модифицированная модель деформационного упрочнения | ||
Обобщенная модель Гарофало | ||
Экспоненциальный закон | ||
Закон Нортона | ||
Модель временного упрочнения II | 1, 2 | |
Полиномиальная модель | 1, 2 | |
Обобщенная модель временного упрочнения |
Типы элементов, которые поддерживают неявный метод расчета ползучести: PLANE42, SOLID45, PLANE82, SOLID92, SOLID95 и др. Модели пластичности, которые допускается сочетать с моделями ползучести в неявном методе: BISO, MISO, BKIN, NLISO,KINH/MKIN и др.
Примеры расчета ползучести
Расчет ползучести задается командой TB.
TB, CREEP, mat, ntemp, npts, TBOPT
Здесь:
o mat – это номер материала;
o ntemp –число температур, для которых будут заданы константы – характеристики ползучести (по умолчанию ntemp=1, максимальное значениеntemp для неявного метода 1000, а для явного 250);
- npts –число задаваемых констант для конкретной температуры (по умолчанию npts=12 для неявного метода и 72 для явного);
- TBOPT– опция выбора той или иной модели ползучести:
§ 0 (или пропуск) соответствует реализации явного метода расчета ползучести;
§ 1 – 13 соответствует реализации неявного метода расчета ползучести;
§ 100 означает пользовательский выбор модели ползучести.
1) При выборенеявного метода расчетазадается температура.Для этого используются командыTOFFST и TBTEMP, после чего с помощью команды TBDATA вводятся константы модели, соответствующие этой модели.
Например, при выборе модели временного упрочнения, используются константы материала
,
,
,
,
соответствующиетемпературе1200ᵒСсоответствующий код задания ползучести имеет следующий вид:
TB, CREEP, 1, 1, 4, 2
TOFFST, 273
TBTEMP, 900
TBDATA, 1, 5.71E-06, 5.39, 0.55, –270
А если выбрать модель деформационного упрочнения для трех значений температур, то можно использовать следующий код:
*SET,C11,(2.4720E-11),
*SET,C12,1.865,
*SET,C13,-0.044226,
*SET,C14,0.3
*
*SET,C21,(1.4733e-13),
*SET,C22,3.015,
*SET,C23,-0.023804,
*SET,C24,0.5
*
*SET,C31,(1.7525e-12),
*SET,C32,2.772,
*SET,C33,-0.032231,
*SET,C34,0.6
*
TB,CREEP,1,2,,1
TOFFST, 273
TBTEMP,700
TBDATA,1,C11,C12,C13,C14
TBTEMP,800
TBDATA,1,C21,C22,C23,C24
TBTEMP,900
TBDATA,1,C31,C32,C33,C34
2) При реализацииявного метода расчета ползучести для выбора расчетной модели используются константы С1, С12 и С66. Например, при выборе модели деформационного упрочнения получим следующий код:
TB,CREEP,1
TBDATA,1,C1, C2, C3, C4,,1 !константы модели при C6=1
Зависимость констант моделей от температуры не предусмотрена явным методом. Однакотемпература T присутствует во всех моделях. Для задания температуры(а также параметра нейтронного излучения) используется команда BF, позволяющая задатьтемпературу в узле NODE (для всех выделенных узловконструкции установитеNODE=ALL) и команда BFE, задающая температуруэлемента конструкции (для всех выделенных элементов установитеNODE=ALL):
BF, Node, TEMP, T
BFE, Elem, TEMP, , T
3) При сочетании пластичности и ползучести возможны следующие варианты кода APDL:
а) билинейное изотропное упрочнениеиползучесть (BISO&CREEP)
MP,EX,1,20.0E5 ! константы упругостиMP,NUXY,1,0.3!TB,BISO,1 ! характеристики пластичностиTBDATA,1,9000,10000!TB,CREEP,1,,,2 ! характеристики ползучестиTBDATA,1,1.5625E-14,5.0,-0.5,0.0б) полилинейноеизотропноеупрочнениеиползучесть (PLAS&CREEP)
MP,EX,1,20.0E5 ! константы упругостиMP,NUXY,1,0.3!TB,PLAS,,,,MISO ! полилинейное изотропное упрочнение TBPT,,0.00000,30000TBPT,,4.00E-3,32000TBPT,,8.10E-3,33800TBPT,,1.25E-2,35000TBPT,,2.18E-2,36500TBPT,,3.10E-2,38000TBPT,,4.05E-2,39000!TB,CREEP,1,,,2 ! характеристики ползучестиTBDATA,1,1.5625E-14,5.0,-0.5,0.0в) нелинейное изотропное упрочнение и ползучесть (NLISO&CREEP)
MP,EX,1,20.0E5 ! константы упругостиMP,NUXY,1,0.3!TB,NLISO,1 ! характеристики пластичностиTBDATA,1,30000,100000,5200,172!TB,CREEP,1,,,2 ! характеристикиползучестиTBDATA,1,1.5625E-14,5.0,-0.5,0.0г) билинейное кинематическое упрочнение и ползучесть (BKIN&CREEP)
MP,EX,1,1e7 ! константыупругостиMP,NUXY,1,0.32!TB,BKIN,1, ! характеристикипластичностиTBDATA,1,42000,1000!TB,CREEP,1,,,6 ! характеристикиползучестиTBDATA,1,7.4e-21,3.5,0,0,0,0Вопросы и задачи для самостоятельного решения
· Построить мгновенные диаграммы деформирования для различных моментов времени (t = 25 мин, t = 50мин, t = 75 мин, t = 100мин) по диаграммам ползучести, изображенных на рис.1.2.3. Определить зависимость скорости ползучести от напряжения.
· Восстановить диаграмму ползучести при напряжении 120 МПа по серии мгновенных диаграмм деформирования, изображенных на рис.1.2.4.
![]() |
Рис.1.2.3 |
![]() |
Рис.1.2.4 |