試件拉伸的案例
求教，單軸拉伸試件GTN模擬的幾個問題，萬分感謝
在用gtn模型模擬如圖所示的圓棒缺口試件的拉伸過程時，有幾個小問題，請教各位！
將圓棒試件簡化成二維軸對稱的1/4模型，如何提取載荷位移曲線？
拉伸過程屬于準靜態過程，采用explicit模擬，需不需要先做頻率提取？如果做頻率提取，是采用1/4模型，還是建立整體模型？還是要用三維模型？邊界條件如何選取？
基于LS-dyna模擬拉伸試件的硬化和失效情況
基于LS-dyna模擬拉伸試件的硬化和失效情況
主要目的：
了解隨動硬化和各向同性硬化的區別
了解在LS-dyna中的失效準則
如需詳細k文件，在公眾號：CAE備忘錄，回復 hardening 可獲取。
問題描述：
拉伸試件的尺寸為100X10X10，一端固定，另一端施加循環運動，觀察試件中間薄弱點，分析兩條試件隨動硬化和各向同性硬化的區別。
材料屬性：
密度：7850kg/m3
楊氏模量：210GPa
泊松比：0.3
屈服極限：400Mpa
切線模量：1000Mpa
材料設置：
導入模型hardening.k，雙擊keyword>MAT > 003-PLASTIC_ KINEMATIC，將RO-ETAN的數值填入對應的空格。BETA是硬化參數，數值從0-1變化，當BETA=0時，表示材料是隨動硬化，屈服面大小不變，沿塑性應變方向移動；當BETA=1時，表示材料是各向同性硬化，屈服面位置不變，大小隨應變而變化；0 < β < 1 時， 為混合硬化。這里為了作對比，將創建兩種材料，一個是隨動硬化，一個是各向同性硬化。
建立失效準則：
在本例003-PLASTIC_ KINEMATIC中參數FS可以設置當單元達到極限的塑性應變可把單元刪除，024- PIECEWISE- LINEAR- PLASTICITY中的FAIL也是設置塑性應變作為失效準則。在本教程中將用極限應力來作為失效準則。雙擊MAT> 000-ADD_ EROSION，在MID中選擇對應失效材料，在SIGP1中填寫失效應力750Mpa。
設置輸出：
雙擊DATABASE > ASCII_option，在Default DT中輸入5e-5并按ENTER。
展開 基于ABAQUS的標準試件單向拉伸斷裂仿真（本教程已出視頻，請大家直接到我的主頁購買視頻） ￥10
本帖詳細闡述標準試件在準靜態拉伸工況下變形斷裂的建模方法，輸出拉伸力-位移曲線，以便與測試結果進行對標。
以下為仿真結果與輸出的力-位移曲線：
基于LS-dyna的試件拉伸拉斷分析 ￥10
基于LS-dyna的試件拉伸拉斷分析
超薄電子產品外殼用復合材料動態拉伸力學行為特征及其失效機理研究
圖5 霍普金森桿裝置
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結果分析
3.1 應變率敏感性
為方便表示，將玻璃纖維方向為 0°、45°和 90°的試件分別編號為 T-0、T-45 和 T-90。 T-0、T-45 和T-90 試件在 0.001～1000s-1范圍內的工程應力-工程應變曲線如圖6所示。由圖 6可知，玻璃纖維方向不同的試件均具有較強的應變率敏感性，表現為隨著應變率的升高，拉伸強度和破壞應變均增大。
圖6 玻璃纖維方向不同的玻璃纖維增強 PC 復合材料在不同應變率下的工程應力-工程應變曲線
3種試件在不同應變率加載下的拉伸強度和破壞應變見圖7。統計圖7中3種試件的拉伸強度和破壞應變數據可知，當加載模式由準靜態逐漸轉變為高應變率加載時，試件斷裂失效模式由脆性斷裂逐漸向韌性斷裂轉變。
圖7 玻璃纖維方向不同的玻璃纖維增強 PC 復合材料在不同應變率下的工程應力-工程應變曲線
在同一應變率下，玻璃纖維方向為 0°的試件的拉伸強度高于另外兩種試件，而破壞應變低于其他兩種試件。其中, 同一應變率下，玻璃纖維方向為 45°和 90°的試件的拉伸強度和破壞應變均較為接近，說明玻璃纖維方位角從 0°增至一定角度后再繼續增大對試件的拉伸強度和破壞應變的影響不明顯。
3.2 微觀損傷機理分析
圖8分別對比了3種玻璃纖維增強PC復合材料在 0.001～1000 s-1加載區間內拉伸斷裂后的斷口微觀形貌。從圖8中可觀察到，短玻璃纖維增強 PC 復合材料中玻璃纖維的角度不完全相同，主要是因為短玻璃纖維質量極輕，注塑方法只能控制大部分玻璃纖維為同一方向，后續研究可通過調節短玻璃纖維注塑速率等改善這一問題。
展開 淺析激光切割對飛機蒙皮材料力學性能的影響
因此，本文通過對激光切割飛機蒙皮材料的拉伸、壓縮以及剪切性能的測試，分析對其力學性能的影響程度。
1 飛機蒙皮材料激光切割試驗方法
1. 1 試驗方法
通過觀察飛機蒙皮材料激光切割面形貌、測試激光切割試件的微觀硬度以及拉伸強度，分析激光切割試件力學性能的變化。
1. 2 試件制備
試件材料采用厚度為2. 5 mm 的2A12 硬鋁合金板，按照國家標準GB /T 228-2002 對拉伸試件的要求設計拉伸試件，為了便于進行微觀硬度測試，同時設計壓縮與剪切試件。
在馬扎克SUPER TURBO-X 510 MKII 激光切割機床上工藝參數切割試件。
2 激光切割試件的形貌分析
2. 1 切割紋理及掛渣現象
鋁合金試件激光切割后存在明顯的切割紋理及掛渣現象。由于鋁合金材料對激光能量的吸收率較低，所以鋁合金的激光切割過程以熔化為主，在輔助氣體的作用下形成了切割紋理及掛渣現象。通過全自動視頻測量儀- JVC300T 的測量，這組微觀硬度試件的掛渣尺寸值,其平均值為0. 893mm。
2. 2 切割面表面粗糙度
同樣，利用TR210 粗糙度儀測量微觀硬度試件切開的表面質量，其表面粗糙度值，其平均值Ra為2. 106 μm，Rz為8. 845 μm。可見，盡管鋁合金切口存在切割紋理，仍然具有較高的表面質量。
3 試件力學性能分析
3. 1 微觀硬度測試分析
硬度是衡量金屬材料軟硬程度的一項重要的性能指標，是材料彈性、塑性、強度和韌性等力學性能的綜合指標。硬度是材料微觀結構的宏觀表現，通過硬度試驗可以獲得材料微觀結構的有關信息。硬度試驗根據其測試方法的不同有布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度等。
展開 淺談HTPB推進劑/襯層粘接界面破壞過程分析
邱欣利用CCD(ChargeCoupledDevice)光學顯微鏡觀察端羥基聚丁二烯(HTPB)推進劑拉伸斷裂過程，證明靠近襯層附近的高氯酸銨顆粒與襯層脫濕是影響該推進劑粘接性能的主要因素，受試驗手段的限制，對于推進劑/襯層粘接界面拉伸過程的細觀破壞過程沒有詳盡的描述，特別是粘接界面拉伸的宏觀力學性能與其細觀變形破壞過程關系的相關報道較少。
本研究應用掃描電鏡(SEM)原位拉伸試驗系統，對HTPB推進劑小試件的推進劑/襯層粘接界面試件進行拉伸試驗，通過拉伸應力-應變曲線與不同應變條件下試件拉伸過程的高倍放大圖片，分析其拉伸過程宏觀力學變化下粘接界面的細觀破壞形式，以及顆粒脫濕尺寸的變化規律。
2試驗方案的設計
2.1試件的制備
SEM 原位拉伸試驗系統。
試驗試件采用HTPB推進劑/襯層粘接界面。由于掃描電鏡觀察試驗不可能采用標準粘接界面試件，因此需要設計小型非標準試件。考慮到掃描電鏡的夾持方式，小型試件的尺寸，厚度為3.0mm。本次試驗主要目的是研究推進劑/襯層粘接界面的拉伸性能。由于絕熱層硬度大于推進劑，先切絕熱層能使界面在切割過程中受到的拉力最小，為了減少切割過程中對界面造成損傷，要從絕熱層部分開始切割。
制作上述粘接界面試件難度較大，為了能將粘接界面觀察區移至試件中心，將小型試件兩端采用有機玻璃加工，中間平行段10mm 為微形粘接界面試件。切取好微形推進劑/襯層粘接界面試件后，采用環氧膠將兩端與有機玻璃板粘接，。
2.2試驗過程
將加載試件推入電鏡真空室并抽真空，加5kV電壓，并通過粗調和細調使電鏡能清晰觀察試件表面，分別對其進行拉伸試驗。
展開 abaqus蠕變分析例子 ￥2
對粘彈性材料試件進行拉伸蠕變分析，得到試件的蠕變曲線
包括材料屬性，分析步設置及最后得到的蠕變曲線。
基于宏觀斷裂力學的CFRP薄壁結構耐撞性能研究及應用
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試驗驗證
2.1 復合材料拉伸試件制備及試驗結果
本研究所用試件采用T300材料，按照復合材料拉伸試件標準ASTM D3039制備得到，分別制備了鋪層角度為0°和90°材料方向復合材料拉伸試件各4個，試件尺寸和試件外形分別如圖1、圖2所示。
圖1 拉伸試件尺寸
圖2 拉伸試件
通過萬能試驗機對復合材料試件進行拉伸試驗，將試驗加載速度設置為2 mm/min，同時采用DIC應變測量儀測量試件的應變，并通過傳感器和數據采集系統記錄載荷和位移數據，試驗中試樣均加載到試件失效為止。參考國內外資料，CFRP結構件的宏觀參數數值見表1［9，13-14］。
表1中，E、ν和G分別為CFRP結構件的彈性模量、泊松比和剪切模量，下標數字為復合材料的3個方向；f1t、f1c、f2t和f 2c分別為CFRP薄壁圓管11方向的拉伸強度和壓縮強度以及22方向的拉伸強度和壓縮強度。
表1 宏觀斷裂力學性能參數
2.2 CFRP薄壁圓管的制備與試驗
本研究所選用的碳纖維薄壁圓管材料為T300。首先將單向碳纖維預浸料纏繞在設計好尺寸的芯棒上，然后抽出芯棒，將氣囊放入在纏繞好的預浸料圓管中，再將其放入模具之中進行固定，最后用熱壓機進行加壓得到試驗試件。所制備的CFRP薄壁圓管的纖維鋪層角度和順序為[0°/90°]4（最內層為0°），其中0°與90°分別為薄壁管件的軸向與橫向方向。
展開 哈佛大學鎖志剛院士課題組：寬度和厚度依賴的軟材料斷裂韌性
這一點的應力在試件的加載方向上不為零。沿著裂紋擴展的方向，材料在這一點的變形受到裂紋前端材料的束縛。因此，這一點的應力在裂紋擴展方向是非零的。對于固定厚度H的試件，當寬度B很大時，物質點在試件的寬度方向上由于受到其它材料的束縛，無法自由地產生變形。因此，這一點的應力在試件寬度方向上也是非零的。這一點的應力狀態為三軸應力(圖1d)。但是，當寬度B比較小時，試件更像一個薄膜。作為結果，物質點在寬度方向的變形不受束縛，應力為零。這一點的應力狀態為雙軸應力(圖1e)。
從雙軸應力轉變為三軸應力，硅橡膠可承受的應力會增加。這是可能是由于三軸應力可以在材料內部產生大量的損傷。為驗證這一假設，研究人員進一步對薄膜試件和盤狀試件進行了單軸的加卸載測試。兩個試件都被拉伸到原長的4倍，然后卸載到位移為零 (圖3)。對于薄膜試件，滯回百分比為22%；對于盤狀試件，滯回百分比為46%。盤狀試件中的應力比薄膜試件中的應力高。在盤狀試件中，研究人員沒有觀察到所謂的空化現象。
圖3：薄膜試件和盤狀試件的加卸載曲線
研究人員進一步使用不同厚度H的彈性體進行剝離實驗(圖4)。對于每一個厚度H，材料的韌性-寬度曲線有著相似的趨勢。當 B?H時，材料的韌性達到一個平臺。這一平臺值隨著厚度的增加而增加。當剝離實驗中試件的厚度H小于材料本身的斷裂內聚長度時，材料處于大尺寸非彈性狀態，測得的材料韌性滿足方程Γ=WfH+Γ0，式中Wf是斷裂功，Γ0是材料的剝離閾值。
圖4：不同厚度的樣品的材料韌性-寬度曲線
剝離閾值指的是當試件的厚度趨于零的時候測得的材料韌性，是破壞一層聚合物鏈所需要的能量。
展開 限時 | 《Abaqus從入門到進階》-林麗
本節目錄
4.Abaqus中常用材料本構
5.在Abaqus中定義材料模型
例子2：材料試件單軸拉伸仿真
6.Abaqus定義裝配
7.網格劃分技術
例子3：網格劃分實例
>>第三課：舉一反三（2.0h）
常常因為不收斂而頭大？本章整理了一些常用的不收斂應對方法，介紹了分析步，接觸，邊界條件的定義，并在兩個經典案例中實際練習。模型及inp文件均在課程文件中可下載。
本節目錄
8.定義分析步
9.接觸定義
10.載荷及邊界
例子4：卡扣受力
例子5：電子器件跌落
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-END-
展開 
冷沖壓知識：板材拉伸破裂厚度分布及成形極限預測
都是我創作的動力
摘要：對ST14鋼板單向拉伸試件斷口處的厚度進行了測量，獲得其厚度分布和厚度梯度分布。從厚度變化和厚度梯度分布變化的角度對分散性失穩區和集中失穩區進行劃分；分析了厚度分布非對稱現象的成因。采用數值模擬的方法，分別得出了以失穩減薄率和破裂減薄率作為判據的成形極限圖，經過與實驗成形極限圖的比較，失穩減薄率判更適于預測拉一壓區成形極限，破裂減薄率能夠對整個成形極限圖范圍內的曲線變化趨勢進行預測。
關鍵詞：厚度分布厚度梯度厚度減薄率成形極限預測
4.試件的厚度和厚度梯度分布
4.1鋼材ST14厚度分布以到斷口的距離為x軸、厚度為y軸，繪制ST14單向拉伸試件的厚度分布圖，如圖2所示。
從圖中可以清楚地看到，試件的厚度分布明顯地分為漸變和劇變兩部分，而且兩部分的轉折點也很清晰。依據這種厚度分布變化趨勢，可將圖形分為集中性失穩區和分散性失穩區，即圖2中I、IⅡ所對應區域。進而可以推斷，采用與厚度有關的參數，可以判斷集中性失穩的發生，從而預測成形極限曲線位置。由于兩個區域的圖線都近于線性，采用直線段代替曲線，將兩條直線段的交點作為集中性失穩的起始點（圖2中A點）。
為了減小厚度分布波動對厚度梯度分布曲線的影響，首先采用最小二乘法擬合原始厚度分布曲線，再用經過擬合的數據計算試件的厚度梯度分布；在計算中，用厚度分布曲線的斜率作為厚度梯度值，即
其中，y表示擬合后的厚度分布曲線，x表示位置。
由圖3可見，厚度梯度分布圖可以分為三個區域：1梯度劇變區，圖中1區域；2梯度漸變區，圖中Ⅱ區域；3梯度零值區，圖中IⅢ區域。這三個區域分別對應板料變形過程中的集中失穩區、分散失穩區和均勻變形區。在每個區域內，采用直線段代替曲線段，并將線段交點視為集中性失穩和分散失穩的起始點（圖3中B點和C點）。
展開 鋼結構材料性能（復習）
一、 鋼結構一次拉伸應力-應變曲線
鋼材的主要強度指標和變形性能都是根據標準試件一次拉伸試驗確定的。
1、低碳鋼、低合金鋼的一次拉伸應力-應變曲線
低碳鋼、低合金鋼的鋼材單向拉伸試驗曲線是標準試件在常溫、靜載條件下一次拉伸所表現的性能曲線。
鋼材性能曲線分為以下階段：
1）彈性階段
該階段的力學指標為比例極限σp。應力不超過該值時，應力σ與應變ε的關系符合虎克定律，呈線性關系，卸荷后變形完全恢復。
直線的斜率E為鋼材的彈性模量，在鋼結構設計中，對所有鋼材統一取E=2.06x105N/mm2。
2）彈塑性階段（非線彈性階段）
當超過比例極限σp后，應力σ與應變ε呈非線性關系，一直到屈服點fy。此階段，切線模量Et=dσ/dε，Et隨應力增大而減小。當σ=fy時，Et=0。
3）塑性階段（屈服階段）
σ=fy后，材料到達彈性段頂端，鋼材暫時不能承受更大的荷載，且伴隨產生很大的變形。從曲線上看，材料屈服后，有一段水平段，表示荷載或應力不再增加，但材料的變形或應變還會增加。水平段有微小抖動，包括上屈服點、下屈服點，通常用下屈服點作為屈服強度。
應力超過比例極限σp后，任一點的變形都將包括有彈性變形和塑性變形兩部分，其中的塑性變形在卸載后不再恢復，故稱殘余變形或永久變形。
4）強化階段
屈服階段之后，如果變形或應變持續增加，荷載或應力還會提高，這個階段叫作強化階段。試件能承受的最大拉應力fu為鋼材的抗拉強度。
在強化階段，材料的應力增量與應變增量的比值，表征了在此階段的材料性能，為切線模量。如果將這點與原點連起來，即表征材料的總應力與總應變的比值，叫作割線模量。
5）頸縮階段
到達曲線的頂點fu后，試件會出現局部橫向收縮變形，即頸縮，隨后斷裂。
展開 怎樣理解材料力學中的強度和剛度的
如鑄鐵試件在拉伸時沿橫截面的斷裂和圓截面鑄鐵試件在扭轉時沿斜截面的斷裂。
塑形屈服：材料產生顯著的塑形變形而使構件喪失工作能力，如低碳鋼試樣在拉伸或扭轉時都會發生顯著的塑形變形。
強度理論
1. 最大拉應力理論：
只要構件內一點處的最大拉應力σ1達到單向應力狀態下的極限應力σb，材料就要發生脆性斷裂。于是危險點處于復雜應力狀態的構件發生脆性斷裂破壞的條件是：σ1=σb。
所以按第一強度理論建立的強度條件為：σ1≤[σ] 。
2. 最大拉應變理論：
只要最大拉應變ε1達到單向應力狀態下的極限值εu，材料就要發生脆性斷裂破壞。ε1=σu；
由廣義虎克定律得：ε1=[σ1-u(σ2+σ3)]/E，所以σ1-u(σ2+σ3)=σb。
按第二強度理論建立的強度條件為：σ1-u(σ2+σ3)≤[σ]。
3. 最大切應力理論：
只要最大切應力τmax達到單向應力狀態下的極限切應力τ0，材料就要發生屈服破壞。τmax=τ0。
依軸向拉伸斜截面上的應力公式可知τ0=σs/2（σs——橫截面上的正應力）由公式得：τmax=（σ1-σ3）/2。所以破壞條件改寫為σ1-σ3=σs。
按第三強度理論的強度條件為：σ1-σ3≤[σ]。
4. 形狀改變比能理論：
只要構件內一點處的形狀改變比能達到單向應力狀態下的極限值，材料就要發生屈服破壞。
所以按第四強度理論的強度條件為：
sqrt(σ1^2+σ2^2+σ3^2-σ1σ2-σ2σ3-σ3σ1)<[σ]。
展開 316和316L有什么不同，不知道你就太LOW了
②對試件進行拉伸、彎曲試驗，各項力學性能指標均滿足要求，未發現未熔合和裂紋等缺陷。
③宏觀金相檢驗，發現焊道熔合良好，熔深為1-1.5mm。微觀金相檢驗，其母材及熱影響區都是全奧氏體組織，焊縫金屬為奧氏體十鐵素體（4%）組織，完全滿足抗晶間腐蝕和抗脆化的要求，經煤化公司現場施工保證了焊接工程質量。
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