本篇博文是ANSYS與ABAQUS比較系列的第6個(gè)算例。對(duì)于該算例，本篇博文用ABAQUS模擬。

【問題描述】

模擬單向壓縮試驗(yàn)，材料在壓縮過程中，發(fā)生了塑性變形。現(xiàn)在已知其變形過程中真實(shí)應(yīng)力與塑性應(yīng)變曲線，要用軟件復(fù)現(xiàn)此過程。

已知：圓柱試樣直徑為30mm，高50mm。壓頭將其壓縮20mm。

材料的彈性模量為210e3MPa,泊松比為0.3，

材料的真實(shí)應(yīng)力-塑性應(yīng)變列表如下

【問題分析】

• 分析類型：因?yàn)槭蔷徛虞d的，使用靜力學(xué)分析。由于是接觸問題，為了保證收斂，使用兩個(gè)分析步，第一個(gè)分析步稍微有接觸，第二個(gè)分析步則壓縮20mm

• 幾何模型：由于是軸對(duì)稱，使用軸對(duì)稱類型。對(duì)式樣使用變形體，對(duì)壓頭使用解析剛體；創(chuàng)建時(shí)使得壓頭和式樣距離5mm。

• 材料模型：彈塑性材料，按照給定的數(shù)據(jù)分別輸入彈性數(shù)據(jù)和塑性數(shù)據(jù)表格。

• 交互作用：壓頭和試件之間使用無摩擦接觸。

• 邊界條件：試件底邊沒有豎直位移；壓頭分兩次下移，第一次是-5.001mm,第二次達(dá)到-25mm

【求解步驟】

1. 創(chuàng)建部件

創(chuàng)建兩個(gè)部件

均為軸對(duì)稱，前一個(gè)是變形體

后一個(gè)是壓頭，剛體，并在其中點(diǎn)創(chuàng)建參考點(diǎn)。

2. 創(chuàng)建材料和截面屬性

創(chuàng)建材料，其彈性屬性

塑性屬性

創(chuàng)建均值實(shí)體截面，并與上述材料屬性關(guān)聯(lián)

將上述截面屬性賦予給式樣。

3. 創(chuàng)建裝配

將上述二部件裝配在一起

4. 設(shè)置分析步

除了系統(tǒng)默認(rèn)的分析步外，設(shè)置兩個(gè)分析步

兩個(gè)分析步都打開大變形開關(guān)，其中第二個(gè)分析步設(shè)置時(shí)間增量如下

即大致希望對(duì)于該分析步設(shè)置20個(gè)載荷子步。

5. 定義接觸

首先定義無摩擦的接觸

然后選取直線的下方，試件的上面直線作為接觸面，并引用上述接觸屬性創(chuàng)建無摩擦的接觸

6. 定義邊界條件

定義兩個(gè)邊界條件

第一個(gè)是式樣的底面沒有豎直位移

結(jié)果如下

第二個(gè)邊界條件是壓頭的位移，加在參考點(diǎn)上。

第一次為-5.001mm

第二次為-25mm

7. 劃分網(wǎng)格

設(shè)置1.5mm的單元尺寸，選擇CAX4I作為單元，劃分式樣，結(jié)果如下

8. 創(chuàng)建并提交作業(yè)

9. 后處理

查看壓頭下壓過程中式樣的米塞斯應(yīng)力

初始狀態(tài)

第一步接觸

下壓第一步，相當(dāng)于是20/20=1mm

繼續(xù)下壓到10mm

下壓到20mm，應(yīng)力是927.2MPa

此時(shí)的塑性應(yīng)變0.506

該塑性應(yīng)變?cè)冢?.45，0.55）之間，而對(duì)應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)該在（921,932）之間。

使用線性插值，可以知道

當(dāng)塑性應(yīng)變是0.506時(shí)，應(yīng)力應(yīng)該是927Mpa

而上述的應(yīng)力正好是這么多。

這說明參數(shù)設(shè)置時(shí)正確的。

來源：宋博士的博客，版權(quán)歸作者所有。