Abaqus蠕變分析(step by step)
為了簡(jiǎn)化塑料結(jié)構(gòu)蠕變問(wèn)題的計(jì)算(如降低蠕變應(yīng)變與其他非彈性應(yīng)變的耦合程度),可以將該分析問(wèn)題分成一個(gè)靜態(tài)加載的過(guò)程,然后再進(jìn)行蠕變過(guò)程的分析。
1.靜態(tài)加載過(guò)程的計(jì)算
靜態(tài)加載過(guò)程就是一與時(shí)間無(wú)關(guān)的加載過(guò)程,使用ABAQUS/Standard時(shí)主要是在
中設(shè)置,如圖1所示。

2.蠕變過(guò)程的計(jì)算
在通過(guò)步驟1的靜態(tài)分析后,結(jié)構(gòu)中將產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)力場(chǎng),接下來(lái)可以進(jìn)行蠕變過(guò)程的計(jì)算。蠕變過(guò)程的計(jì)算主要分為兩個(gè)過(guò)程:獲得該結(jié)構(gòu)材料的蠕變模型參數(shù)和建立蠕變分析步。
1) 獲得材料的蠕變模型參數(shù)
目前ABAQUS蠕變模型有三種,分別是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。其中Power-law model有兩種形式為Time hardening form和Strain hardening form。其中Time hardening form形式最為簡(jiǎn)單,對(duì)于簡(jiǎn)單的蠕變過(guò)程(如蠕變過(guò)程應(yīng)力變化范圍不太大)是比較適用的,式(1)為其微分形式:
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由于圖2中表征的是蠕變應(yīng)變與時(shí)間和等效應(yīng)力的關(guān)系,故必須對(duì)公式(1)積分,積分結(jié)果見(jiàn)公式(2):

表征材料蠕變特性的三個(gè)參數(shù)確定后,通過(guò)ABAQUS/CAE的
添加材料的蠕變特性,如圖3所示:

2) 蠕變計(jì)算
由于蠕變是一個(gè)時(shí)間相關(guān)的過(guò)程,因此必須計(jì)入時(shí)間。同時(shí)蠕變又是一個(gè)慣性效應(yīng)不明顯的過(guò)程,即結(jié)構(gòu)的加速度效應(yīng)不用考慮。針對(duì)這些ABAQUS提供了專門(mén)針對(duì)這一類型的分析步。
蠕變計(jì)算分析步設(shè)置在
中完成,見(jiàn)圖4。

其中蠕變應(yīng)變的容差設(shè)置將影響增量步的大小,容差設(shè)的很小,增量步也將降低。因此需要一個(gè)合適的蠕變應(yīng)變的容差,一般為了保證精度而且不使得增量步過(guò)小,可以設(shè)為1E-4~1E-6左右,這個(gè)容差可以根據(jù)具體計(jì)算作調(diào)整。
蠕變計(jì)算主要就是以上兩步的設(shè)置,其余計(jì)算與常規(guī)分析完全一致。
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