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ANSYS中“NLGEOM”命令的详细信息
星期三，2008-07-30 02:19 -shrimad
我正在开发一个有限元代码粘弹性接触分析。现在这个公式假设了很小的变形。变形后，物体的体积比原来的小。我想保持体积。ANSYS通过进行法向接触分析，给出了我的代码的准确结果。
但是，如果我在ANSYS中包含“NLGEOM ON”的相同问题，我得到了不同的结果，体积在这种情况下是守恒的。谁能告诉我ANSYS在数学上使用什么公式当“NLGEOM”标志打开时?如果我知道这一点，我就可以相应地修改我的代码来节省体积。
我尝试包括变形梯度转换积分到当前域，并尝试使用当前应变和形状函数导数(4节点四元)，但徒劳。
如果有人能在这方面指导我，那就太有帮助了。
论坛:
它使用了Hencky或
它使用henky或对数应变测量，即ln(U)，其中U是通过变形梯度的极分解得到的右拉伸矩阵。对于Hencky应变的计算，它使用u的本征值和本征向量。您可以在ANSYS理论手册中阅读更多内容，其中有一章关于结构非线性。
钱德拉·维尔·辛格
钱德拉，谢谢你的
钱德勒,
谢谢你的回复。
我在ANSYS帮助菜单中找不到技术细节。你说的理论手册是指“帮助”部分还是别的什么?请让我知道。
再次感谢。
Shriram
Re: ANSYS中的NLGEOM
当使用小应变本构关系时，NLGEOM命令激活对大刚体旋转和平移的修正。它也可用于大应变材料模型。有关实现的详细信息，请参阅第3章。几何非线性结构的ANSYS理论手册。
使用NLGEOM应该对是否满足不可压缩条件没有影响。不可压缩性通常用拉格朗日乘子方法来满足，这种方法只能近似地满足数值代码的不可压缩性。然而，有一些应力更新算法可以精确地满足不可压缩性，通常是通过使用指数映射-参见Weber和Anand, 1988(或左右)。
下面是ANSYS手册中的剪切/粘贴作业。
——Biswajit
3.3.大型旋转
如果旋转很大，但机械应变(引起应力的那些)很小，则可以使用大旋转程序。当使用适当的元素类型时，在静态(ANTYPE, static)或瞬态(ANTYPE,TRANS)分析中执行大旋转分析，同时标记大变形(NLGEOM,ON)。请注意，所有大应变单元也支持此功能，因为两个选项都考虑了大旋转和小应变，对数应变测量和工程应变测量是一致的。
3.3.1.理论
大应变提出了质点一般运动的理论。大旋转理论遵循类似的发展，只是对数应变测量((式3 - 6))被Biot或小(工程)应变测量(3 - 37)所取代，其中:[U] =拉伸矩阵[I] = 3 × 3单位矩阵3.3.2。
实现
在解决大旋转/小应变问题时使用了旋转(或卷积坐标)方法(Rankin和Brogan(66))。“Corotational”可以理解为“旋转的”。非线性包含在应变-位移关系中，对于该算法，其特殊形式为:(3-38)，其中:[Bv] =原始(原始)单元坐标系中通常的小应变-位移关系[Tn] =原始单元坐标与卷积(或旋转)单元坐标之间的正交变换
对流单元坐标系与原始单元坐标系的不同之处在于刚体旋转的量。因此，[Tn]是通过使用极坐标分解定理将刚体旋转与总变形{un}分离来计算的，(式3-5)。由式(3-38)可知，单元切向刚度矩阵的形式为:(3-39)，单元恢复力为:(3-40)，其中弹性应变由式(3-41)计算，即单元变形引起应变，详见下一节。
大旋转过程可以概括为每个元素的三步过程:
确定元素更新后的变换矩阵[Tn]。
从总单元位移{un}中提取变形位移，用于计算应力和恢复力。
计算完{Δu}的旋转增量后，适当地更新节点旋转。
所有这三个步骤都需要旋转伪向量的概念，以便有效地实现(Rankin和Brogan(66)， Argyris(67))。
Re: ANSYS中的NLGEOM
Biswajit,
谢谢你的回复。
如果我考虑一个小问题;一个正方形作为轴对称模型(在三维中产生一个圆柱体)。材料模型是粘弹性的。如果我在上表面和下表面上有一条线，并将上表面压到大约一半的高度，下表面固定(接触分析，无摩擦)，我会得到一个变形的矩形。我用ANSYS和FORTRAN中的FEA代码做了同样的事情。发生的事情是:
没有NLGEOM ON，我得到与我的代码和ANSYS完全匹配，但体积不守恒。
在NLGEON开启的情况下，我得到了一个稍大的矩形，在这种情况下，体积在ANSYS中是守恒的。
我也想在我的FEA代码中保留体积，因此我试图理解我需要在我的FEA代码中做什么修改?我的有限元代码遵循牛顿拉弗森法和相同的算法为粘弹性应力计算的ANSYS。因此，我陷入了我的研究中。请用你所知道的给我指路。
谢谢,
Shriram
研究助理
结构和多学科优化实验室。
佛罗里达大学