蠕變問題
關注創建者：hxf 創建時間：2019-01-13
蠕變問題的實例教程
即使在復雜、不穩定的情況下，該方法也能得到問題的解。Riks法不能用于接觸、傳熱、耦合或有強迫運動等情形。
3. 蠕變、粘塑性和粘彈性行為
靜態分析中隨時間變化的材料響應可能涉及蠕變和膨脹(一般發生在相當長的時間段),或屈服應力與速率有關(在相當快速的過程中，例如金屬加工問題中，這一點通常很重要)。屈服應力與速率有關，使用常規的靜力學分析必須引進一個合適的時間尺度才能使SOL 400正確處理粘塑性。利用向后差分算子對塑性應變進行積分，蠕變問題以及粘彈性模型，由蠕變求解程序分析(這是由包含一個非零的時間間隔的NLPARM卡片指定)。非線性蠕變問題通常通過非彈性應變的向前差分積分(“初始應變”法)有效地解決，因為該算子的數值穩定性極限通常足夠大，因而可以在不多的時間增量步中得到求解結果。線性粘彈性模型由一個簡單的、隱式的、無條件穩定的算子積分。在這種情況下，自動時間步長策略是由用戶指定的精度容差參數控制的。它限制了一個增量步中最大非彈性應變率變化量。
4. 非線性瞬態響應分析
MSC Nastran的SOL 129和SOL 400可用于非線性瞬態響應分析，需要設ANALYSIS=NLTRAN分析。
展開 該部分為abaqus蠕變計算基本流程
ABAQUS蠕變問題計算流程.pdf
付費部分為使用CREEP子程序建立雙曲正弦函數蠕變損傷子程序，含到達預設損傷值（假設為1.0）后終止計算，和USDFLD子程序控制材料參數（該子程序可用于損傷后的材料退化，如蠕變第三階段或者蠕變疲勞分析，若不需要場變量控制可對該部分代碼進行刪除），相關理論請參考附件sci文獻。可提供關于CREEP子程序的幫助文件學習的相關指導
同時，因鋅合金本身的蠕變問題，長期熱環境下使用后，此零件會伸長，其加劇了沖擊位移過高的問題。
鋅合金材質，在0.46mm位移下，能承受的極限沖擊力為351N。
零件的銷釘處固定時，卡位處應力最大，達244Mpa，其次銷釘固定處。
零件的卡位處固定時，依舊是卡位處應力最大達286Mpa，其次銷釘固定處。
故沖擊時，主要為卡位處出現破裂。
不銹鋼材質，在0.46mm位移下，能承受的極限沖擊力為1120N。
零件的銷釘處固定時，卡位處與銷釘固定處應力最大，達327Mpa。
零件的卡位處固定時，應力最大達332Mpa，位置同為卡位處與銷釘固定處。
故沖擊時，卡位處及銷釘處會出現破裂的概率一致。
總結：
此零件為鋅合金材質能承受的沖擊力:351N
此零件為不銹鋼材質能承受的沖擊力:1120N ,大小基本為鋅合金的3.2倍。
展開 事實上蠕變是非常復雜的，這里僅給出了abaqus中的簡單流程，足以解決常規工程問題。
為了簡化塑料結構蠕變問題的計算(如降低蠕變應變與其他非彈性應變的耦合程度)，可以將該分析問題分成一個靜態加載的過程，然后再進行蠕變過程的分析。
1.靜態加載過程的計算
靜態加載過程就是一與時間無關的加載過程，使用ABAQUS/Standard時主要是在中設置，如圖1所示。
2.蠕變過程的計算
在通過步驟1的靜態分析后，結構中將產生一個應力場，接下來可以進行蠕變過程的計算。蠕變過程的計算主要分為兩個過程：獲得該結構材料的蠕變模型參數和建立蠕變分析步。
1) 獲得材料的蠕變模型參數
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形式最為簡單，對于簡單的蠕變過程（如蠕變過程應力變化范圍不太大）是比較適用的，式(1)為其微分形式：
由于圖2中表征的是蠕變應變與時間和等效應力的關系，故必須對公式(1)積分，積分結果見公式(2)：
表征材料蠕變特性的三個參數確定后，通過ABAQUS/CAE的添加材料的蠕變特性，如圖3所示：
2) 蠕變計算
由于蠕變是一個時間相關的過程，因此必須計入時間。同時蠕變又是一個慣性效應不明顯的過程，即結構的加速度效應不用考慮。針對這些ABAQUS提供了專門針對這一類型的分析步。
蠕變計算分析步設置在中完成，見圖4。
其中蠕變應變的容差設置將影響增量步的大小，容差設的很小，增量步也將降低。
展開 目錄：
譯者前言
英文版前言（第2卷）
1 固體力學和非線性中的一般問題
1.1 引言
1.2 小變形非線性的固體力學問題
1.3 非線性準調和場問題
1.4 瞬態非線性計算的一些典型例子
1.5 小結
參考文獻
2 非線性代數方程組的解法
2.1 引言
2.2 迭代技術
參考文獻
3 非彈性和非線性材料
3.1 引言
3.2 粘彈性——變形的歷史依賴性
3.3 經典的時間無關塑性理論
3.4 應力增量的計算
3.5 各向同性塑性模型
3.6 廣義塑性——非關聯情況
3.7 塑性計算的一些例子
3.8 蠕變問題的基本公式
3.9 粘塑性——一種推廣
3.10 脆性材料的一些特殊問題
3.11 在彈塑性變形中的非惟一性和局部化
3.12 自適應細劃網格和局部化（滑移線）捕獲
3.13 非線性準調和場問題
參考文獻
4 板彎曲問題的近似——薄板（Kirchhoff理論）與C1連續性要求
4.1 引言
4.2 板問題——厚板和薄板公式
非協調形函數
4.3 帶有角節點的矩形單元（12個自由度）
4.4 四邊形和平行四邊形單元
4.5 帶有角節點的三角形單元（9個自由度）
4.6 最簡單形式的三角形單元（6個自由度）
4.7 分片試驗——分析的要求
4.8 數值算例
具有節點奇異性的協調形函數
4.9 概述
4.10 簡單三角形單元的奇異形函數
4.11 具有協調形函數的18自由度三角形單元
4.12 協調的四邊形單元
4.13 擬協調單元
具有附加自由度的協調形函數
4.14 Hermite矩形形函數
4.15 21和18自由度的三角形單元
協調性困難的避免——混合與具有約束的單元
4.16 混合公式——概述
4.17 雜交板單元
4.18 離散Kirchhoff約束
4.19 無轉角的單元
4.20 非彈性材料行為
4.21 小結——哪個單元
參考文獻
5 “厚的”、Reissner
展開 
蠕變問題的相關專題、標簽、搜索
蠕變問題的最新內容
基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
扯遠了，回到蠕變這個問題，我們采用唯象模型，簡單講就是根據試驗數據擬合的蠕變模型。
針對玻纖增強材料的仿真還將拓展到熔接線或殘余應力導致的開裂，熱機耦合導致的失效，以及各項異性材料的蠕變和耐久問題。
以一個項目玻纖增強材料的零件輕量化10%，量綱10萬輛，開發5個項目進行計算，預計可以節約成本數百萬元。
利用向后差分算子對塑性應變進行積分，蠕變問題以及粘彈性模型，由蠕變求解程序分析(這是由包含一個非零的時間間隔的NLPARM卡片指定)。非線性蠕變問題通常通過非彈性應變的向前差分積分(“初始應變”法)有效地解決，因為該算子的數值穩定性極限通常足夠大，因而可以在不多的時間增量步中得到求解結果。線性粘彈性模型由一個簡單的、隱式的、無條件穩定的算子積分。
該方案在求解效率、準確性和操作易用性等方面居于商業軟件前列，完全適用于實際葉輪機械產品的葉片顫振分析和預測
Ansys 2021年推出的Fluent 2020 R1版本，包含了全流程化多面體+六面體網格劃分工具、旋轉機械前后處理模板，全面提升了對于復雜部件，如燃燒室、渦輪冷卻葉片和發動機整機的流固熱耦合仿真能力和效率
Ansys多物理場仿真工具可對發動機低污染排放、噪音、防冰除冰、疲勞蠕變等復雜問題進行高精度仿真分析
由于鎢的特殊材料屬性，鎢制品加工過程會面臨應力斷裂、蠕變等各種問題，對精加工技術要求嚴苛。
使用傳統方式制備鎢柵格件，則需要將鎢薄片一片片插在對應的位置上，然后粘合。制備過程繁雜，插片的結合性能較差且產品位置精度無法保證，成本控制及規模化生產受到較大影響。
該部分為abaqus蠕變計算基本流程
ABAQUS蠕變問題計算流程.pdf
付費部分為使用CREEP子程序建立雙曲正弦函數蠕變損傷子程序，含到達預設損傷值（假設為1.0）后終止計算，和USDFLD子程序控制材料參數（該子程序可用于損傷后的材料退化，如蠕變第三階段或者蠕變疲勞分析，若不需要場變量控制可對該部分代碼進行刪除），相關理論請參考附件sci文獻。
該方案在求解效率、準確性和操作易用性等方面居于商業軟件前列，完全適用于實際葉輪機械產品的葉片顫振分析和預測
Ansys全新推出的Fluent 2020 R1版本包含了全流程化多面體+六面體網格劃分工具、旋轉機械前后處理模板，全面提升了對于復雜部件，如燃燒室、渦輪冷卻葉片和發動機整機的流固熱耦合仿真能力和效率
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金屬塑性變形、橡膠超彈性材料、粘彈性材料、混凝土、率相關蠕變等問題都是典型的材料非線性問題。
圖 3 典型的金屬材料拉伸曲線
2、幾何非線性
如果結構經受大變形，變化后的幾何形狀能引起結構非線性行為，我們稱這類響應為幾何非線性。一個典型的例子是圖4所示的釣魚桿。
(2) 材料非線性
由于載荷過大等因素的影響，當結構中的應力達到或超過材料的屈服應力時，材料的應力應變關系不再符合虎克定律，也可能一些材料的應力應變關系本來就不服從虎克定理，這種問題統稱為材料非線性問題，如彈塑性問題，超彈性問題和蠕變問題等。
(3) 邊界非線性
接觸問題，系統的剛度由于系統狀態的改變在不同值之間突然變化。
