选择固体应力物理模型

激活物理模型以进行应力分析,并选择对固体行为进行定义的材料定律。

  1. 创建物理连续体并将其分配至代表固体材料的区域。
  2. 在物理连续体中,激活以下物理模型:
    组合框 物理模型
    空间 三维
    时间
    • 对于静态分析,激活稳态模型

      静态模拟包括时间无关分析和时间相关分析,与弯曲或声波传播的时间尺度相比,加载或卸载结构的时间尺度非常长。请参见求解方法

    • 对于动态分析(其中因低频弯曲波或高频声波而产生的瞬态分析十分重要),激活隐式非稳态模型。
    • 对于准静态分析(需要在静态求解的同时能够随时间的推移逐渐应用负载),激活静态分析模式中的隐式非稳态模型。请参见Solid Stress Solver Reference
    材料
    • 要对单个材料固体零部件建模,激活固体模型。
    • 要对不同材料的固体零部件的装配建模,激活多组分固体 > 多部件固体模型。
    可选模型 固体应力
    材料定律模型(被自动选择)
  3. 根据分析要求,通过可选模型组合框激活额外模型:
    • 要添加质量和刚度比例阻尼,激活瑞利阻尼模型。
    • 要考虑重力,激活重力模型。
    • 默认情况下,固体应力模型考虑结构中的较小变形(线性几何)。要对因大位移和旋转产生的非线性建模,激活非线性几何模型。对超弹性材料建模时也需要此模型。
    • 要考虑由于固体温度变化引起的热膨胀,激活以下某一模型:
      • 有限元固体能量模型 — 一起求解固体温度和固体位移。可以将此模型用于固体专用模拟或对固体和流体之间的共轭传热 (CHT) 进行建模的模拟。
      • 指定的温度负载模型 — 可用于通过常数值、场函数或表格值在固体区域上应用温度负载。此方法也适用于根据不同网格表示计算的温度负载(例如,使用分离能量耦合能量模型在有限体网格上计算得出的固体温度)。
    • 要使用电磁力作为应力分析的体负载,需要激活电磁模型和任何相关的子模型。固体应力模型与有限元磁矢势模型、电动势模型及其可选模型兼容。有关设置电磁分析的详细信息,请参见磁场建模电流建模
    有关固体应力物理模型的属性和依赖性的详细信息,请参见固体应力参考
    如果需要分析流体力引发的固体位移,请参见流体结构相互作用常规工作流程
    模型选择的示例如下所示:

    • (1) — 假设变形很小(线性几何)的情况下的多材料固体静态应力分析(包括重力效应)。
    • (2) — 单材料固体的静态应力分析,包括由于大位移和旋转导致的非线性状况(非线性几何)。
    • (3) — 受流体结构交界面 (FSI) 处流体力约束的单材料固体的动态应力分析。示例 (3) 中不显示表示流体的物理连续体。
在固体零部件之间的映射接触界面处,指定机械相互作用的类型:
  1. 选择[实体/实体交界面] > 物理条件 > 机械相互作用节点,然后将方法设为以下任一项:
    • 粘接 — 位移在整个交界面上是连续的。对于不同材料之间的交界面,Simcenter STAR-CCM+ 在应变中保留不连续性。
    • 无摩擦小滑动 — 交界面两侧的表面可以在交界面平面上相互滑动。Simcenter STAR-CCM+ 可防止法向移动。假设滑动很小,此选项适用于平整表面之间的交界面。
    有关详细信息,请参见交界面设置
对于具有粘合机械相互作用的实体-实体交界面,选择 Simcenter STAR-CCM+ 用于约束表面的方法:
  1. 选择 [实体/实体交界面] > 物理条件 > 约束映射节点,然后将方法设为节点至表面表面至表面
    一般情况下,表面至表面方法更精确,但需要更高的计算工作量。有关详细信息,请参见交界面设置