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ANSYS中的“NLGEOM”命令详细信息
星期三，2008-07-30 02:19 -shrimad
我正在开发一个粘弹性接触分析的FEA代码。现在的公式是假设小的变形。变形后，我得到的身体的体积比原来的小。我想保持体积。ANSYS通过进行正常接触分析，给出了与我的代码相同的准确结果。
但如果我在ANSYS中包含“NLGEOM ON”用于相同的问题，我会得到不同的结果，在这种情况下，体积是守恒的。有没有人能告诉我，当“NLGEOM”标志打开时，ANSYS在数学上使用了什么公式?如果我知道这一点，我就可以相应地修改我的代码以节省容量。
我尝试了包括变形梯度来将积分转换到当前域，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Hencky或
它使用Hencky或对数应变测量，即ln(U)，其中U是通过变形梯度的极坐标分解得到的正确拉伸矩阵。在计算Hencky应变时，它使用u的特征值和特征向量。你可以在ANSYS理论手册中阅读更多内容，有一章是关于结构非线性的。
钱德拉·维尔·辛格
钱德拉，谢谢你
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”部分还是其他什么?请让我知道。
再次感谢。
Shriram
关于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。它也被激活为大应变材料模型。有关实现的详细信息，请参见第3章。ANSYS理论手册中的几何非线性结构。
使用NLGEOM对不可压缩性条件是否满足没有影响。不可压缩性通常使用拉格朗日乘子方法来满足，这只能导致数值代码中不可压缩性的近似满足。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年左右)。
从ANSYS手册剪切/粘贴工作如下。
——Biswajit
3.3.大型旋转
如果旋转很大，但机械应变(引起应力的机械应变)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)。注意，所有大应变单元也支持这种能力，因为两种选择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
大应变理论提出了材料点的一般运动理论。大旋转理论遵循类似的发展，除了对数应变测量((公式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 x 3单位矩阵3.3.2。
实现
旋转(或对流坐标)方法用于解决大旋转/小应变问题(Rankin和Brogan(66))。“Corotational”可以理解为“与…旋转”。非线性包含在应变-位移关系中，该算法采用特殊形式:(3-38)其中:[Bv] =原始(处女)单元坐标系中通常的小应变-位移关系[Tn] =将原始单元坐标与对流(或旋转)单元坐标相关的正交变换
对流单元坐标系与原始单元坐标系之间存在刚体旋转量的差异。因此[Tn]是通过极坐标分解定理将刚体旋转与总变形{un}分离得到的(式3-5)。由式(3-38)，单元切向刚度矩阵形式为:(3-39)，单元恢复力为:(3-40)，弹性应变由式(3-41)计算:(3-41)为引起应变的单元变形，详见后续小节。
大旋转过程可以概括为每个元素的三步过程:
确定元素的更新变换矩阵[Tn]。
从单元总位移{un}中提取变形位移，用于计算应力和恢复力。
计算完{Δu}中的旋转增量后，适当地更新节点旋转。
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))。
关于ANSYS中的NLGEOM
Biswajit,
谢谢你的回复。
如果我考虑一个小问题;作为轴对称模型的正方形(在3D中产生圆柱体)。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，没有摩擦)，我得到一个变形的矩形。我用ANSYS和我的FEA代码在FORTRAN做同样的事情。结果是:
没有NLGEOM ON，我得到了与我的代码和ANSYS的精确匹配，但体积不守恒。
使用NLGEON ON，我得到一个稍微大一点的矩形，在这种情况下，体积在ANSYS中是守恒的。
我也想在我的FEA代码中保存体积，因此我试图了解我需要在我的FEA代码中做什么修改?我的有限元代码遵循Newton Raphson方法和与ANSYS相同的算法进行粘弹性应力计算。因为这个，我陷入了我的研究中。请用你所知道的指引我。
谢谢,
Shriram
研究助理
结构和多学科优化实验室。
佛罗里达大学