铆钉冲压应力分析
1.分析问题
为了研究铆钉在冲压时，发生多大的变形，对铆钉进行分析。
铆钉圆柱高：10mm；铆钉圆柱外径：6mm；铆钉圆柱内径：3mm
铆钉下端球径：15mm；弹性模量：2.06E11；泊松比：0.3
铆钉材料的应力应变关系：
2.建立模型
2.1设定分析作业名和标题
(1) File->Change Jobnome->在文本框中输入“maoding”->OK
(2) File->Change Title->在文本框中输入“plastic analysis of a part”->OK
(3) Plot->Replot
(4) Main Menu：Preferences->在Preferences for GUI Filtering对话框中选中“structural”->OK
2.2定义单元类型
Main Menu：Preprocessor->Element Type->Add/Edit/delete->在Element Types对话框中选中Add->在单元类型库对话框中选择Solid选项->选中Brick 8node 45->OK->Close
2.3定义材料属性
(1) Main Menu：Preprocessor->选择Material Props->选择Material Models->选择Structural->选择Linear->选择Elastic->选择Isotropic
(2) 在EX文本框中输入弹性模量2.06e11，在PRXY文本框中输入泊松比0.3
(3) 点击OK
(4) 依次点击Structural->选择Nonlinesr->选择Elastic->选择Multilinear elastic
(5) 点击Add Point，分别输入材料的关系点
（6）单击Graph->OK
(7) 在窗口中，选择Material->Edit
2.4建立实体模型
(1)Main Menu：Preprocessor->选择Modeling->选择Create->选择Volumes->选择Sphere->选择Solid Sphere
(2) 在文本框中输入X=0，Y=0,Radius=7.5->OK
(3) Workplace->选择Offset WP by Increments
(4) 在XY，YZ，ZX Angles文本框中输入0,90,0,->OK
(5) Main Menu：Preprocessor->选择Modeling->选择Operate->选择Booleans->选择Divide->选择Volu by wrkplane->选择球体->OK
(6) Main Menu：Preprocessor->选择Modeling->选择Delete->选择Volume and below->选择球体上半部分->OK
(7) Main Menu：Preprocessor->选择Modeling->选择Create->选择 Volumes->选择Cylinder->选择Solid cylinder
(8) 在文本框中输入WP X=0，WP Y=0,Radius=3,Depth=-10->OK
(9) Workplace->选择Offset WP to->选择XYZ Location+->在Global Cartesian文本框中输入0,10,0->OK
(10) Main Menu：Preprocessor->选择Modeling->选择Create->选择 Volumes->选择Cylinder->选择Solid cylinder
(11) 在文本框中输入WP X=0，WP Y=0,Radius=1.5,Depth=4->OK
(12) Main Menu：Preprocessor->选择Modeling->选择Operate->选择Booleans->选择Subtract->选择Volumes
(13) 拾取大圆柱体，单击Apply
(14) 拾取小圆柱体，单击OK
(15) Main Menu：Preprocessor->选择Modeling->选择Operate->选择Booleans->选择Add->选择Volumes->点击Pick All
(16) 点击“SAVE_DB”
2.5对铆钉划分网络
(1) Main Menu：Preprocessor-> Meshing-> Mesh Tool
(2) 选择Mesh域中的Volumes->单击Mesh->点击Pick
All->Close
3定义边界条件并求解
3.1施加位移边界
(1) Main Menu：Solution-> Define
Loads->Apply->Structural->Displacement-
>On Areas
(2) 选中下半球面，单击OK
(3) 选择All DOF，单击OK
3.2施加位移载荷并求解
(1) Main Menu：Solution-> Define Loads-> Apply-> Structural-> Displacement-> On Areas
(2) 选中上面圆环面，点击OK
(3) 选择UY->在Displacement value文
本框中输入3->单击OK
(4) Main Menu：Solution-> Analysis
Type-> Sol’n Controls
(5) 在窗口中选择All solution items，下
面的Frequency中选择Write every substep
(6) 在Time at end of loadstep处输入1->
在Number of substep处输入20->OK
(7) Main Menu：Solution->选择solve->选择Current LS->OK
4查看结果
4.1查看变形
(1) Main Menu：General Postproc->选择Plot Results->选择Contour Plot->Nodal Solu
(2) 点击DOF Solution->选择Y-component of displacement
(3) 在Undisplaced shape key处选择Deformed shape with undeformed edge->ok
4.2动态显示模态形状
(1) PlotCtrls->Animate->Mode Shape
(2) 选择DOF solution->选择Translation UY->OK
ANSYS将在图形窗口进行动画显示。
下图是动画的某一瞬间
5退出ANSYS
点击工具条上的QUIT，选择Save Everything，点击OK
6总结
本问题属于非线性分析，即材料的应力-应变关系是非线性的。
塑性是一种在某种给定载
荷下，材料产生永久变形的材料特性，对大多的工程材料来说，当其应力低于比例极限时，
应力-应变关系是现行的。
另外。
大多数材料在其应力低于屈服点时，表现为弹性行为，也就
是说，当移走载荷时，其应变也完全消失。
对于材料的屈服点和比例极限相差很小，因此在ansys程序中，假定它们相同。
在应力-应变的曲线中，低于屈服点的叫作弹性部分，超过屈服点的叫作塑性部分，也叫作应变强化
部分。
塑性分析中考虑了塑性区域的材料特性。
当材料中的应力超过屈服点时，塑性被激活，也就是有塑性应变发生。
尽管非线性分析比线性分析更加复杂，但处理过程基本相同，只是在非线性分析的适当
过程中，添加了需要考虑的非线性特性。
如本问题中，建模过程的定义材料属性时，应力-应
变数据必须依据真实应力和真实应变表示。