材料非线性 模态分析

林林89

如果材料特性是非线性的，那么在做模态分析的时候也要定义非线性的材料参数吗，就是说应力和应变的关系，还是只需要定义密度和杨氏模量？

林林89

总是有新的问题出现，还希望大家多多指教

检测中心

1、ANSYS只能做线性结构的模态分析，即使定义了非线性，也会被忽略；
2、如果要做非线性的响应分析，可以考虑直接用瞬态动力学分析；

林林89

谢谢高手，受益颇多

walst

不能作！

vibvib

为什么不能作呢？理论上讲只要能得到整体刚度矩阵和质量矩阵，就可以作矩阵的奇异值分解(singular value decomposition)，就可以得到特征值。非线性材料一样也有切向刚度矩阵（tangential stiffness）啊。

Chelsea

vibvib 发表于 2012-12-6 09:17

                               
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为什么不能作呢？理论上讲只要能得到整体刚度矩阵和质量矩阵，就可以作矩阵的奇异值分解(singular value de ...

从理论上来讲，模态分析的基础是叠加原理
非线性问题是不满足叠加原理的，其前提基础都不成立，何来后续的模态分析

vibvib

Chelsea 发表于 2012-12-6 09:20

                               
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从理论上来讲，模态分析的基础是叠加原理
非线性问题是不满足叠加原理的，其前提基础都不成立，何来后续 ...

谢谢！
那请问如何考虑预应力下的模态分析呢？特别是有大变形的条件下。为计入大变形和初始应力的影响，有限元计算中应采用非线性单元和非线性计算。难道要在作模态分析的那一时刻强制把单元换成线性单元吗？或者有没有别的解决办法？

Chelsea

vibvib 发表于 2012-12-6 09:36

                               
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谢谢！
那请问如何考虑预应力下的模态分析呢？特别是有大变形的条件下。为计入大变形和初始应力的影响， ...

ansys模态分析中对于不同的非线性因素有不同的处理方法
对于材料非线性，一律按照弹性材料处理；
对于几何非线性，则全都是按照结构的初始状态进行模态分析
至于预应力问题，ansys这里引入了应力刚度的概念，将预应力转换为应力刚度来考虑其对模态的影响
对于结构非线性，ansys也是按照结构的初始状态进行分析

总而言之，ansys对含有非线性因素的模型进行模态分析时，都是现将其进行线性化，然后分析

vibvib

Chelsea 发表于 2012-12-6 10:31

                               
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ansys模态分析中对于不同的非线性因素有不同的处理方法
对于材料非线性，一律按照弹性材料处理；
对于几 ...

谢谢Chelsea的回复！
只是怀疑是不是所有的非线性材料都能找到相对应的弹性材料。。。

补充内容 (2012-12-11 14:53):
个人觉得对于大变形、预应力的结构，这样简单的一律线性化似乎不是很妥当。可否在受力变形时用非线性单元，非线弹性材料；到求模态应力时再临时改为线性单元，线弹性材料？很好奇ansys求解模态应力时是如何做的？

林林89

追问：非线性材料想做模态分析，只能找相对应的弹性材料吗？
误差不会很大吗

vibvib

林林89 发表于 2012-12-19 20:05

                               
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追问：非线性材料想做模态分析，只能找相对应的弹性材料吗？
误差不会很大吗

以下是我个人的理解，不一定正确：
大变形时，对于elastoplastic材料，可能会进入塑性区。塑性区的加载使用Tangent E，卸载使用弹性区的E，这两个弹性模量是不同的。在模态分析时，是不知道真正的变形是拉伸还是压缩的，因此无法判断该用哪个弹性模量。因此最简单的办法就是使用原始的弹性区的弹性模量。这当然会引起误差，不过目前好像也没有更好的办法。

林林89

vibvib 发表于 2012-12-21 02:38

                               
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以下是我个人的理解，不一定正确：
大变形时，对于elastoplastic材料，可能会进入塑性区。塑性区的加载使 ...

非常感谢！