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非线性静力分析(超弹性其2)

本分析使用tutorial/04_hyperelastic_spring中的数据。

分析对象

分析对象为弹簧,其形状如图4.4.1所示,网格数据如图4.4.2所示。

项目 内容 备注 参考
分析类型 非线性静力分析(超弹性) !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC
节点数 78,771
单元数 46,454
单元类型 10节点二次四面体单元 !ELEMENT,TYPE=342
材料属性名 MAT1 !MATERIAL,NAME=MAT1
材料性质 HYPERELASTIC !HYPERELASTIC,TYPE=ARRUDA-BOYCE
边界条件 约束/强制位移
矩阵求解方法 CG/AMG !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=5

弹簧形状

图4.4.1 弹簧形状

弹簧的网格数据

图4.4.2 弹簧的网格数据

分析内容

进行应力分析,对图4.4.1所示约束面的位移进行约束,并向强制面施加位移。超弹性材料本构关系采用Arruda-Boyce模型。分析控制数据如下所示。

分析控制数据 spring.cnt

#  Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION
 3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Solver Control
### Boundary Condition
!BOUNDARY, GRPID=1
 LOADS, 2, 2, -5.0
 FIX,   1, 3, 0.0
### STEP
!STEP, SUBSTEPS=1, CONVERG=1.0e-5
 BOUNDARY, 1
### Material
!MATERIAL, NAME=MAT1
!HYPERELASTIC, TYPE=ARRUDA-BOYCE
 0.71, 1.7029, 0.1408
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=5,ITERLOG=NO,TIMELOG=YES
 10000, 1
 1.0e-5, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,method=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END

分析步骤

执行 FrontISTR 的运行命令fistr1

cd FrontISTR/tutorial/04_hyperelastic_spring
fistr1 -t 4

(使用4线程运行)

分析结果

使用REVOCAP_PrePost创建叠加位移等值线的变形图,如图4.4.3所示。此外,作为分析结果的数值数据,下面给出分析结果日志文件的一部分。

变形及位移的分析结果

图4.4.3 变形及位移的分析结果

分析结果日志 0.log

 fstr_setup: OK
#### Result step=     0
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U2    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U2    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //U3    0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //E31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S11   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S22   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S33   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S12   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S23   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //S31   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
 //SMS   0.0000E+00         1  0.0000E+00         1
#### Result step=     1
 ##### Local Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    2.6070E-01     42179 -2.4651E-01     44163
 //U2    2.0567E-02     14512 -5.0036E+00     44753
 //U3    6.6559E-02     15443 -6.6862E-01     44664
 //E11   4.1026E-03      1015 -4.5809E-03      3429
 //E22   2.3030E-03     42626 -1.5152E-03     44761
 //E33   4.1949E-03     23553 -5.0169E-03     27938
 //E12   1.3348E-02     55149 -1.3381E-02     56829
 //E23   2.7881E-02     48353 -1.9534E-02     48322
 //E31   1.0861E-02     47938 -8.8803E-03      9493
 //S11   8.4247E-03      8264 -9.1017E-03      8501
 //S22   1.0769E-02     56772 -6.3921E-03     56787
 //S33   1.3881E-02     56764 -1.2778E-02     42632
 //S12   1.2396E-02     55149 -1.2434E-02     56829
 //S23   2.5880E-02     48353 -1.8138E-02     48322
 //S31   1.0081E-02     47938 -8.2435E-03      9493
 //SMS   4.9638E-02     48353  2.8482E-04     66578
 ##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   3.9156E-03     34074 -4.3403E-03     16932
 //E22   1.8391E-03     23282 -1.2721E-03     56220
 //E33   3.9490E-03     45925 -4.4530E-03     34145
 //E12   1.2578E-02     45680 -1.1729E-02     19492
 //E23   2.0534E-02     40739 -1.3512E-02     24172
 //E31   9.4162E-03     32786 -7.6149E-03     44971
 //S11   7.7882E-03     25880 -8.2932E-03     45925
 //S22   6.8884E-03     23275 -6.1373E-03     49821
 //S33   9.9242E-03     59974 -9.5475E-03     31626
 //S12   1.1679E-02     45680 -1.0893E-02     19492
 //S23   1.9071E-02     40739 -1.2534E-02     24172
 //S31   8.7376E-03     32786 -7.0660E-03     44971
 //SMS   3.5586E-02     40739  4.1161E-04     40537
 ##### Global Summary @Node    :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //U1    2.6070E-01     42179 -2.4651E-01     44163
 //U2    2.0567E-02     14512 -5.0036E+00     44753
 //U3    6.6559E-02     15443 -6.6862E-01     44664
 //E11   4.1026E-03      1015 -4.5809E-03      3429
 //E22   2.3030E-03     42626 -1.5152E-03     44761
 //E33   4.1949E-03     23553 -5.0169E-03     27938
 //E12   1.3348E-02     55149 -1.3381E-02     56829
 //E23   2.7881E-02     48353 -1.9534E-02     48322
 //E31   1.0861E-02     47938 -8.8803E-03      9493
 //S11   8.4247E-03      8264 -9.1017E-03      8501
 //S22   1.0769E-02     56772 -6.3921E-03     56787
 //S33   1.3881E-02     56764 -1.2778E-02     42632
 //S12   1.2396E-02     55149 -1.2434E-02     56829
 //S23   2.5880E-02     48353 -1.8138E-02     48322
 //S31   1.0081E-02     47938 -8.2435E-03      9493
 //SMS   4.9638E-02     48353  2.8482E-04     66578
 ##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
 //E11   3.9156E-03     34074 -4.3403E-03     16932
 //E22   1.8391E-03     23282 -1.2721E-03     56220
 //E33   3.9490E-03     45925 -4.4530E-03     34145
 //E12   1.2578E-02     45680 -1.1729E-02     19492
 //E23   2.0534E-02     40739 -1.3512E-02     24172
 //E31   9.4162E-03     32786 -7.6149E-03     44971
 //S11   7.7882E-03     25880 -8.2932E-03     45925
 //S22   6.8884E-03     23275 -6.1373E-03     49821
 //S33   9.9242E-03     59974 -9.5475E-03     31626
 //S12   1.1679E-02     45680 -1.0893E-02     19492
 //S23   1.9071E-02     40739 -1.2534E-02     24172
 //S31   8.7376E-03     32786 -7.0660E-03     44971
 //SMS   3.5586E-02     40739  4.1161E-04     40537