练习19：单板周期加载 / 开普饭

本案例是约束板受周期温度载荷作用，分别从Isotropic与Kinematic模型粗放的观察升温降温过程后的残余应力情况。

问题描述

单杆受周期温度载荷，考察其残余应力；结构形态如下图所示。

材料信息

cast iron；杨氏模量：70GPa；泊松比：0.3；conductivity：48；density：7200；Heat：452；

其中Expansion、Plastic参数见源文档

工作目录

选择File > Set Work Directory设定工作目录

几何模组

单击Open，从工作目录选择Bar.cae并打开

Isotropic Harding

属性模组

因为是热分析，故此给了很多材料热有关的属性。详细参数见上面注释以及源文档。

装配模组

源文档已经完成组装，跳过即可

分析步模组

分析程序会选择使用Static, General。共包含三个分析步，假定几何非线性效应不显著，故此未开启几何非线性。增量类型设置为Fixed，增量大小为0.01。

请求输出

进入场输出请求管理器【Filed Output Requests Manager】编辑默认的输出请求（告诉软件你想要什么结果），除了默认的请求外，新增EE、THE。

定义载荷

切换至Load模组，我们这里定义的荷载是Temperature。

切换至Step-1分析步施加温度载荷，注意所在的模块为预定义场Predefined Field。

对整个板施加温度荷载，幅度为600，曲线选择Amp-1

第二、第三分析步如同第一个分析步，一样的定义。

定义边界

在Load模组下，点击Create Boundary Condition。边界条件在.cae档里面已经有定义，如果感兴趣可以观察定义过程。

交互模组

无需定义此项，跳过即可

网格模组

切换至Mesh模组，注意网格划分与单元分配是处在同一个模组下。

使用的单元类型为CPS4R。

分析任务

切换至Job模组，新建分析任务，直接提交即可。

可视化模组

切换至Visualization模组

Mises

EE、PE、THE

输出右侧一个单元的应变，如高亮所示。注意，仅仅激活的第一个分析步（我们只看第一个分析步的结果）

从图上可见，热应变（THE）随温度线性变化。当板在水平方向上伸展的材料受到限制将会产生压缩应变，一开始仅压缩弹性应变，但随着材料弹性应变达到极限，开始出现压缩塑性屈服。随着热应变增加，弹性应变与塑性应变保持增加。热应变开始有下降时，弹性应变（EE）开始下降，并且方向反转（压缩变拉伸），期间塑性应变（PE）保持不变。随着热应变进一步降低，材料达到弹性极限，开始出现拉伸屈服。拉伸屈服引起塑性屈服幅度下降。第一个周期结束，热应变消失，材料中出现残余弹性与塑性应变。