为什么讨论这些基本问题 有限元技术发展到今天，其算法基本上已经成熟。对从事有限元软件开发的人员而言，主要 的工作就是根据新材料的发展不断补充各种材料模型，不断完善材料库，同时也不断完善单 元库；而对有限元使用人员来说，主要的工作就是建立几何模型，选择合适的材料及单元， 设置求解参数。选择单元及设置求解参数主要牵涉到有限元基本算法，通过集中的学习可以 较快的掌握；而材料模型种类繁杂，有时候并不容易选择，有必要群策群力，共同学习。 我先抛砖引玉，真诚希望大家能把这些工作做起来。为容易理解计，尽量避免使用特别专业 的词汇。 (1)屈服 对许多延展性较好的材料（如大多数金属）而言，其弹性和非弹性行为一般用屈服强度（ yield strength)这个标量来区分、界定。在ANSYS里，屈服点（yield point)和比例极限 (proportional limit)被假定为是一致的。应力分量的组合千变万化，不可能对每个应力状 态都指定屈服强度，屈服准则的作用就是将林林总总的多向应力转化为单向应力（屈服强度 一般通过单向拉伸试验来测定，因为这个实验最简单。），然后将转化后的等效应力和屈服 强度进行比较。在ANSYS里，主要有von Mises 和 Hilll（可以通过TB,HILL指定Hill Potential)两类准则。当然一些塑性模型有自己特殊的屈服准则，如Drucker-Prager 。 失效指材料失去承载能力或者不能满足规定的使用要求（如过大的变形等），对脆性材料， 失效一般表现为断裂，对延展性材料，失效的表现形式可以是最后的断裂，或者是产生永久 变形，或过大的变形等等。 ANSYS6.0以后，FC系列命令可以用来为所有的单元指定失效准则，如最大主应力，最大主应 变，蔡-吴准则等等，和TB,FAIL命令有些类似。对复合材料单元（如SHELL91/99， SOLID46/191)也可以用TB,FAIL指定失效；对混凝土（SOLID65)，可以使用TB,CONCR指定裂 纹的产生条件。 对各向同性材料，可以指定最大主应力，最大主应变，最大剪应力，最大Mises应力为失效 应力。对各项异性材料或正交各项异性材料，通常采用最大应力或最大应变准则。应用FC命 令指定最大拉伸应力和最大压应力，如果不指定后者，其缺省值与前者相同。剪应力或剪应 变也应通过FC输入。蔡-吴准则也是通过FC指定。对拉压强度不同的材料（如铸铁），可以 通过TB,HILL或TB,ANISO指定失效条件。FC对应的菜单路径是Main Menu > General Postproc > Failure Criteria。 必须指出的是，在ANSYS里，失效单元并不从计算中删除，因此，FC命令位于后处理中，它 只是被用来从设计者的角度来衡量已建立的模型。所以，最大应力（应变）可能可能大于失 效条件中指定的应力（应变）。 |
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