实际上,所有的物理过程本来就是非线性的。例如,当您拉伸一个橡皮圈,随着位移幅度的不断增大,拉伸就会变得更加困难;或者当您将一枚曲别针折弯后,它就永久保持弯曲后的形状。无论是巨大变形,还是非弹力材料行为,每天都会发生许多类似的物理现象。如果忽略了非线性行为,可能会导致产品失效与安全问题,还会给产品制造商造成不必要的成本。
系统的许多特性都会引起非线性响应,例如大变形与应变、材料行为,或者是接触效应、其他边界条件非线性特点。实际上,许多结构都表现出各种非线性组合特征。MSC 软件提供的解决方案带有涵盖多个行业的应用,可帮助您以各种非线性形式准确而高效地仿真系统。
MSC 软件可用于众多类型的非线性仿真:
行业应用:
加强筋板的弯曲
结构的刚度取决于结构所发生的位移称为几何非线性。几何非线性可以解释一些现象,例如承载固支板的硬化、细长结构或部件出现屈曲或“跳跃失稳”行为。如果未考虑这些几何效应,计算机仿真可能无法预测真实的结构行为。
钣金件冲压
镍钛形状记忆合金成型
材料非线性指的是材料对于非线性应力应变(结构)所表现出的响应能力。弹塑性、超弹性、挤压及破裂都是很好的例子,但还应包括温度和时效性,例如粘弹性或粘塑性(蠕变)。随着施加的外力不断增大,由于受部分内部形态分解的影响,材料非线性的特性通常表现为结构响应逐渐弱化,但也有例外。
摩擦离合器
气缸盖接头和垫片
无论是高挠性部件,还是由多个部件组成的结构组合件,渐进位移会加大部件自身或是部件之间发生接触的可能性。以此为特征的特定类型几何非线性效应统称为边界条件或者“接触”非线性。对于边界条件非线性,当两个或多个部件相互接触,或者由初始接触状态分开时,结构或组合体的刚度可能会发生相当大的变化。例如螺栓连接、齿轮传动装置以及不同形式的密封或闭合机构。
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