OptiStruct材料非线性分析实例：管道蠕变分析

在核设施中，金属管道常常处于高温环境中，金属在高温下容易发生蠕变。本例通过管道在压力作用下的蠕变分析，展示黏弹性材料的分析过程。模型如图 16-36 所示，取管道的 1/4 进行分析，在对称面上施加对称约束，在管道内部施加水压，管道侧面受到截去的管道的拉力。基础模型已经设置好载荷及边界条件，材料为 MAT1这里需要扩展MAT1的黏弹性材料属性，创建即时弹性分析工况及蠕变分析工况。

图16-36管道蠕变模型

模型设置

Step 01在HyperMesh中导人creep_base.fem模型，查看其中已经建立的边界条件及载荷。

Step 02 选择 MAT11材料，激活MATVP，设置CTYPE为STRAIN，A为2.5e-59，n为6.62，如图16-37所示。

Step 03 创建第一个即时弹性分析工况。在 Analysis->loadsteps 面板创建非线性分析工况，命名为Pressure，SPC选择名为SPCADD的载荷集，LOAD选择LOAD_Pressure 载荷集，NLPARM 选NPARM_I载荷集、NOUT选择NLOUT17，如图16-38所示。

Step04创建VISCO卡片，不需要做任何设置，如图16-39所示。

Step05 创建NLPARM卡片。命名为NLPARM_2，设置初始时间步DT=1.0、蠕变时间TTERM=438000，如图 16-40所示。

Step06 创建蠕变分析工况。在Analysis->loadsteps面板创建非线性分析工况，命名为Creep，SPC选择名为SPCADD的载荷集，LOAD选择LOAD_Pressure 载荷集，NLPARM选择NLPARM_2载荷集，NLOUT选NLOUT8VISCO 选择 Step04创建的 VISCO 卡片。为了得到光滑的蠕变曲线，在NLOUT卡片中可以将输出的频率提高一些，蠕变工况需要继承第一个工况分析，需要设置CNTNLSUB为 YES、如图 16-41所示。

Step 07 在 Analysis->OptiStruct 面板提交计算。

结果查看

在 HyperView中打开结果文件，分别查看Step01及Step02的应力结果及应变结果，如图16-42所示。在第一个载荷步只有即时弹性分析，应力较高，应变较低;第二个载荷步中材料发生变，应力降低，应变增加。

在 HyperGraph 中打开.h3d文件，选择单元677查看第二个工况的等效蠕变及应力，可以看到蛭变应变快速增加，应力急剧下降，如图16-43所示。

蠕变应力、应变云图和应力、蠕变应变曲线

本篇内容取自HyperWorks进阶教程系列的《OptiStruct结构分析与工程应用》，版权归原作者所有，如有侵犯您的权益，请及时联系我们，我们将立即删除。