基于LS_dyna模擬拉伸測試實驗
基于LS_dyna模擬拉伸測試實驗
1、 重新熟悉拉伸測試實驗
2、 認識dyna中基本材料模型
3、 了解LS-prepost中的基本操作
拉伸實驗的樣件按照實際式樣的尺寸,如下圖所示,
對于LS-Dyna,大多數材料都是輸入的都是真實應力應變,而不是工程應力應變。通常,我們在實驗室進行的軸向拉伸實驗,輸出的都是工程應力應變數據。因此,我們需要將數據進行轉換,才能輸入到LS-Dyna。工程應力應變曲線與真實應力應變曲線有相應的數學關系。
工程應力應變的數學關系如下所示:

真實應力應變曲線數學關系如下所示:


打開LS-Prepost,File>import>Ls-Dyna keyword file> tensile_test.k,導入拉伸實驗的試件幾何文件。
在右側菜單欄點擊Model>keyword,所有關鍵字的都可以在這里編輯。雙擊MAT>024-PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY,這個24號材料是被廣泛用于定義彈塑性材料的方式之一。其中RO、E、PR分別代表密度、彈性模量和泊松比,其他參數如下解釋:
a) SIGY和ETAN分別代表屈服極限和切向模量,定義的是線性硬化曲線,如下圖所示:

b) EPS和ES分別代表有效塑性應變和對應的應力值,至少需要填寫兩個點,可以描述分段塑性階段
c) LCSS可以定義應力應變曲線,需要在define>curve建立曲線關系圖。
試件材料參數如下所示:
密度:7850kg/m3
楊氏模量:210GPa
泊松比:0.3
屈服極限:250Mpa
切向模量:1000Mpa

在keyword Manager中雙擊SECTION>SHELL,在TITLE中輸入Specimen_shell,在T1中輸入1.5并按ENTER,隨后T2-T4也都會變成1.5,這里是定義每個單元的厚度為1.5,最后點擊Accept,然后Done關閉窗口。

點擊左下角Option圖標,將ISO View勾選,在屏幕中間上部就會出現一排視圖按鈕,點擊第二個Bottom視圖。點擊Model>CreEnt,雙擊Boundary>Spc,選擇Area,框選最右側的節點,并在Spc窗口中Sym plane選擇All Fix,下面除了Y不勾選,其他都勾選上,如下圖所示,最后點擊Apply。再創建另一個邊界條件,將選擇器切換為pick,分別選擇試件左右兩邊的中點,并在Spc窗口中Sym plane選擇All Fix,下面除了Y勾選,其他都不勾選上,如下圖所示。


在頂部菜單中,點擊Application>Tools>CurveGen,在Method中選擇X-Y,取消Smooth,X=0 Y=0按下insert,0.01,1 insert,0.011,1 insert,然后改變Curve name為motion,最后點擊Create,done關閉。這樣我們就創建好了加載位移的曲線,可在關鍵字中Define>Curve查看。
位移曲線創建完成之后,選擇Model>CreEnt>Boundary>Prescribed Motion,點擊Cre,將Pick激活,框選試件最右側的9個節點,將DOF改為1,表示只允許在X軸方向運動,將VAD改為2,表示給定的是位移;在LCID中選擇剛剛我們創建的位移曲線;在SF中填寫20,表示加載的位移為20,最后點擊Apply。這些設置可在關鍵字中Boundary_Prescribed_Motion_Set查看。

點擊Model>Keword>Control>Termination,將ENDTIM填為0.01,表示仿真持續時間為0.01S,點擊Accept,Done關閉。
點擊Model>Keword>DATABASE>BINARY_D3PLOT,在DT填上5e-4,表示每隔這么長時間輸出一個D3PLOT,點擊Accept,Done關閉。該關鍵字可以輸出圖像。
點擊Model>Keword>DATABASE>ASCII_option,勾選ELOUT,DT=5e-6,擊Accept,Done關閉。點擊DATABASE>HISTORY_SHELL,在ID1中輸入314,這個單元是試件中心點的單元,最后點擊Accept,Done關閉。這兩個關鍵字表示將指定的單元信息輸出。
File>Save as>Save keyword as,文件名為tensle_test_model.k。
計算完成之后,打開d3plot文件,點擊Post>ASCII,選擇elout,并點擊Load,選擇Sh-314,1p-1或者1p-2 和9-Effective stress(v-m),點擊Plot,之后會出現一個曲線圖,Output type 選擇Curve file,以stress命名,點擊Save,Quit。然后將9-Effective stress(v-m)換為7-Yield Value(eps),點擊Plot,以strain命名。這樣就分別把單元314的應力和應變的信息輸出了。

將應力和應變的數據合并在一起,點擊Post>XYPlot。激活Cross,選擇X-Axis 和 Strain,在Curve Names中選擇strain:Sh-314;然后再選擇Y-Axis 和stress,在Curve Names中選擇stress:Sh-314;最后點擊Plot,即可看到應力應變曲線。

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