平均應力的案例
ABAQUS中求解某部分單元的平均應力或平均應變 ￥10
1、參考模型：單向纖維的RVE模型；
2、腳本功能：針對指定的單元集合，在后處理中求解平均應力和平均應變。
3、應用的公式：一階均勻化計算方法。對于 RVE 模型的平均真應力和平均真應變，可通過對 RVE 內每一個單元的真應力 （真應變）取均值獲得。使用一階均勻化計算方法輸出的應力和應變適用于各種邊界條件，但需要對每個單元進行應力（應變）的輸出和計算。
Python提取場輸出結果計算平均應力應變
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寫在前面，最近回看了一些自己之前編寫的和這個py代碼，發現自己寫的可能和公式表達的有偏差，在我的測試過程中，提取的是單元積分點處的應力應變值，由于只有一個積分點（這個積分點在質心，與centroid提取得到的結果一樣），因此自然的把這個值當成了單元的平均應力或平均應變，然后進行計算，但是我現在覺得這并不是獲取單元平均應力的方式，也就是代碼并沒有實現所謂的提取平均應力應變的功能，希望有大神可以指點迷津。
如果是有多個積分點的話，是不是應該對每個積分點權重進行積分，加權平均這樣得到單元的平均應力，然后乘單元體積，將所有單元的值求和再除模型的總體積，就得到整個RVE模型的平均應力。
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最近寫了一個簡單的python讀取abaqus結果中的場輸出數據，想通過均勻化計算方法來計算所定義集合的平均應力應變曲線，之前是手動提取了各個數據導出，然后用excel、matlab處理，但是很慢，而且很費勁，于是就想著用Python來處理結果。
有需要的同學可以下載附件文件，打開abaqus，file→run script，選擇腳本文件即可運行。
average.zip
均勻化計算方法：
參考文獻：馬思鳴. 精沖用碳鋼微觀組織對宏觀力學性能及精沖性能影響研究[D]. 上海：上海交通大學，2017.
我在網上找了挺久挺多的關于Python提取場輸出結果的，
主要對以下幾篇帖子進行了參考：
http://forum.simwe.com/forum.php?
展開 在abaqus中采用python提取結果-平均應力 ￥5
因對結果分析需求，需提取某單元集的每一分析步（包含每一子步）的平均應力，目前網上雖有很多代碼是關于單元集的平均應力的提取，但并未有針對每一子步都需要提取結果的代碼。故針對此需要編寫了python代碼。
abaqus單元平均應力的計算
abaqus計算結果可得到節點應力，那位大牛知道如何得到單元（或二維計算模型）的平均應力？
Abaqus插件——平均應力應變提取 ￥60
通過該插件可實現:
1）提取所有幀的任意單元集合的平均應力（事先定義單元集合，如圖中的SET-1）
2）提取所有幀的任意區域的x、y、z方向的平均應變（事先定義節點集合，如圖中的SET-2）
3）將以上數據保存至excel文件（excel文件名為odb文件名稱+_Stress_Strain.csv）
*************************注意事項******************************
1、插件使用過程中，如有任何問題請發郵件至shenz1hao@126.com
2、插件僅做學習交流使用，尊重原創者，切勿以營利目的傳播
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********************插件安裝及使用*******************************
1、電腦路徑下輸入 %homepath%\abaqus_plugins并回車
2、將Stress-Strain文件夾解壓至當前目錄下
3、打開abaqus，菜單欄中點擊plug-ins，里面找出Stress-Strain
4、輸入相應參數（hx、hy、hz表示x、y、z方向模型長度，當以上三參數取1時輸出的為該方向位移）
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展開 Abaqus平均應力和應變提取 ￥80
利用python腳本對ODB文件中單元集里所有積分點的應力及應變進行自動提取并計算平均值
能夠得到每一幀的應力和應變平均值，并保存到CSV文件中
所得到的應力包括S11,S22,S33,S12,S13,S23以及Mises七個應力平均值，以及E11,E22,E33,E12,E13,E23六個應變平均值
代表性體積單元根據單元體積應力應變加權平均 ￥20
現如今，越來越多的人開始對復合材料性能進行研究，如何通過<a href="/major/abaqus">abaqus提取代表性體積單元是非常重要的，我提供了一種可以根據單元體積進行應力應變平均的代碼，希望對大家有用。
【abaqus】個人筆記—應力奇異&應力平均&應力集中
【abaqus】個人筆記—應力奇異&應力平均&應力集中
淺談疲勞分析
S-N曲線是平均應力σm=0測試得到的結果，那如果σm≠0，又會對疲勞壽命帶來什么影響呢？分兩種情況：
平均應力σm＜0，即應力比r＜-1，材料整體受壓縮平均應力，有利于疲勞裂紋的閉合；
平均應力σm＞0，即應力比r＞-1，材料整體受拉伸平均應力，疲勞裂紋更容易擴展，會降低材料的疲勞壽命；
應力比對材料S-N曲線的影響
通過上圖，可以發現在指定N1的循環壽命下，當應力比r提高時，或者說，當材料整體向受拉平均應力轉變時，應力幅值就會下降；同樣的道理，在指定應力幅S1時，隨著應力比的提高，材料的疲勞壽命也會下降：
表示平均應力影響的疲勞極限曲線(Haigh曲線圖)
因此可以發現不同的應力比，材料實際的S-N曲線也會不同，那為了利用S-N曲線預測材料的疲勞壽命，在實際工程中通常會進行平均應力修正，也就是按照疲勞壽命相等的原則，將平均應力不為零時的應力幅值等效為平均應力為0的應力幅值，然后借助對稱循環應力條件下測得的S-N曲線來計算非對稱循環應力時的疲勞壽命。
常用的平均應力修正方法有Gerber、Goodman、Soderberg以及Morrow方法。下圖是通過這四種方法得到的應力幅值和平均應力下的恒壽命曲線圖（也叫疲勞極限圖）：
如何理解這幅疲勞極限圖？我們以最常用的Goodman修正為例：縱坐標表示應力幅值，Y軸上的Se點表示在平均應力為0時的應力幅值，剛好等于對稱循環應力下的疲勞強度，因此不會發生疲勞破壞；橫坐標表示平均應力，X軸上的Su點表示平均應力剛好等于及極限強度，此時應力幅值為0，說明材料受靜載，也不會發生疲勞破壞。因此材料的平均應力和應力幅只要落在通過Se和Su兩點的連線內部，就不會發生疲勞破壞。
展開 ABAQUS提取單元平均應力/應變 ￥10
利用python讀取odb文件（可一次讀取多個odb）生成csv（excel）文件。提供源文件，注釋詳細，可根據需要進行修改。
疲勞分析|Abaqus Goodman方法案例操作 附ABAQUS疲勞分析簡介下載
其中x軸為平均應力或應變，y軸為交替應力或應變，同時包括Goodman邊界，該邊界繪制疲勞失效預期發生的邊界，即此線上的平均應力和交變應力的任何組合都具有相同的疲勞壽命，對于大多數延性金屬，它是疲勞極限和材料的極限強度之間的一條直線。
▲ Goodman 圖
Goodman疲勞分析圖，是為工程師和學生準備的輕松解決疲勞強度問題。Goodman圖也被叫做恒壽命圖或者疲勞極限圖，Gerber(1874)，Goodman(1899)和Soderberg(1939)是其中的重要代表。
其中，
分別是應力幅值和平均應力，
是抗拉強度，
是對稱循環下的恒壽命疲勞強度，可以理解為某壽命
下，在平均應力為0的對稱循環條件下測得的疲勞極限， 即
。所以只要測得對稱循環疲勞極限和抗拉極限或屈服極限，就可以做出疲勞極限圖。
其工程意義在于，對于某一水平的平均應力，根據已知的對稱循環疲勞極限和抗拉極限，可以算出該應力水平下對應的疲勞極限應力幅值。這也是很多書里面提到的，當應力幅和平均應力落在Goodman圖形以內，在
壽命范圍內，不會產生疲勞破壞。
采用插件反而忽略了其原理，現講解自定義場變量，并通過Excel繪制古德曼圖
。
展開 
py源代碼|平均應力應變位移輸出至Excel
/usr/bin/python
#-*-coding:utf-8-*-
import csv
import output_main
（3）以提取模型的分析時間、S11應力和E11應變數據為例，輸入下列代碼
time=[] #儲存時間數據
time=output_main.output_time(time)
stress=[] #儲存應力數據,其中'CONCRETE-1'部件名，'SET-1'單元集合名
stress=output_main.output_S11('CONCRETE-1','SET-1',stress)
strain=[] #儲存應力數據,其中'CONCRETE'部件名，'SET-1'單元集合名
stress=output_main.output_E11('CONCRETE-1','SET-1',strain)
（4）輸出數據至Excel
New=open('Output.csv','wb') #新建一個Excel文件儲存數據
New.write('time,stress,strain\n') #輸入Excel表頭分別為time，stress，strain
for i in range(len(stress)): #循環輸出數據
New.write('%s,%s,%s\n'%(time[i],stress[i],strain[i]))
New.close()
（5）保存新建txt文件，將.txt后綴修改為.py，在Abaqus中以腳本形式運行該文件
output_main.output_S11中的S11用于控制輸出結果
結果控制參數如下
S11—x方向應力；S22—y方向應力；S33—z方向應力；mises—mises應力；Smax
展開 RVE使用均質化方法求平均應力應變
基于Python對二維rve計算提取EVOL 得到的總面積明顯大于實際
面積 可能是因為啥呢？
非對稱循環荷載下的高周疲勞壽命預測
1 提出疑問
現在將前文中-0.1~0.1的對稱循環荷載變成0~0.2的非對稱循環荷載，并且在做這個分析的時候，有個好人對你說：嘿，哥們兒，你需要開啟Goodman平均應力修正，否則會得到一個與實際偏差很大的結果。雖然還不知什么是平均應力修正，更不知道Goodman是啥，但是一定會做一件事兒：將一個模型在開啟它和不開啟它的結果進行對比。這就像在做有限元分析時，有人告訴你這個分析最好開啟大變形開關一樣，這對第一次接觸大變形這個概念的你來說是一個完全嶄新的概念，因此你一定會將它與你已經掌握的知識進行對比。比如下面這樣（本文材料與前文不一樣，因此結果不用進行對比）：
圖 1 一個簡單的實例對比
上圖是打開了Goodman應修復與未打開的結果，一個是34000次循環，一個是9690000次循環，差了200多倍。這個時候我們又會做一件事兒，趕緊把前文中對稱循環應力分析也打開Goodman，發現結果一致，然后我們就心安理得了。現在，對于非對稱循環荷載下，我們不得不提出疑惑：按照原始的方法計算的結果為什么與打開平均應力修復后的結果差這么大？平均應力修復到底是什么？Goodman又是啥？它是不是必要的？
2 流程梳理
圖 2 S-N疲勞壽命求解流程
這是S-N求解引擎的基本流程（前文的五框圖是疲勞分析的基本流程）。
展開 【材料課堂】疲勞強度的影響因素
因此多用噴丸、輥壓的方法使表面產生加工硬化和殘余壓應力，從而提高構件的疲勞強度，但是這兩種方法一般對孔口類缺口的零件的疲勞強度的提高作用并不明顯。
最新的研究表明，用簡單的金屬模具對孔口邊緣進行少量倒角從而使缺口部位殘生局部塑性變形的方法，對疲勞強度有明顯的提高，甚至可以完全消除缺口降低疲勞極限的影響。過去大多認為，表面塑性加工的方法提高疲勞強度的主要原因是在表面產生了殘余壓應力從而抵消了部分工作應力的緣故。實際上是殘余壓應力在缺口部位產生的壓縮集中應力抵消了缺口的不利影響；塑性變形使得缺口附近組織中的微小薄弱區域得到強化，使組織性能變的更加均勻一致，整體強度得到提高，從而使產生疲勞裂紋的應力水平得到提高。同時，殘余壓應力還使疲勞裂紋擴展停止而成為停留裂紋。
四、平均應力的影響
如前所述，產生疲勞破壞的根本原因是動應力分量，但靜應力分量即平均應力對疲勞極限也有一定的影響。在一定的靜應力范圍內，壓縮的靜應力提高疲勞極限，拉伸的靜應力降低疲勞極限。一般認為，殘余應力對疲勞極限的作用同平均應力的作用相同。對一種材料， 可根據它在各種平均應力或應力比R下的疲勞極限結果畫出疲勞極限圖。
圖14-6的橫坐標為平均應力σm（或殘余應力）和強度極限σb的比值，縱坐標為應力
幅σa和對稱循環疲勞極限σ-1的比值，兩者都是無量綱的量。從圖中可以看出，多數試驗數據點落在直線與曲線之間。這條直線稱為古德曼（Goodman）線，見式（14-13）；曲線就是杰柏（Gerber）拋物線，見式（14-14）；用屈服極限σs代替σb得到索德柏格（Soderberg）線，見式（14-15）；用斷裂真應力σf代替σb，得到摩儒（Morrow）線，見式（14-16）。
展開 