力與位移曲線
關注創(chuàng)建者：LAMJAY 創(chuàng)建時間：2020-12-09
力與位移曲線的視頻教程
ABAQUS橡膠網(wǎng)格大變形分析mapsolution功能的用法（三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形問題）
拼合多個分析步的結果，解決力-位移曲線不連續(xù)問題，經驗總結。 插件的下載地址：https://wwci.lanzouy.com/iDslw16ogdta
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Abaqus繪制力和位移及殘余位移曲線
利用Abaqus后處理模塊繪制力和位移曲線，如果是abaqus中建模求解，那么繪制曲線比較容易操作，如果是在hypermesh等軟件中建模，只是在abaqus中求解，如何進行殘余變形曲線的繪制呢？本期以翼子板抗凹為例，進行力和殘余位移曲線的繪制。
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力與位移曲線的實例教程
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1kN頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：
2kN頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：
3kN頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：
不同頂部壓力時剪切力-位移曲線對比結果：
剪切前后模型對比如下：
剪切后上下剪切盒銜接部位展示：
建模思路及代碼如下：
（2）
（3）
其中，P為實驗得到的軸向拉伸力，A為試件實驗段原始橫截面積，L0為實驗觀測段有效長度，1為實驗得到的拉伸位移。
該材料在屈服點之前粘彈性段存在一定的差異，而屈服點之后材料存在應變硬化的現(xiàn)象，并且在斷裂之前材料沒有出現(xiàn)類似金屬的應力衰減現(xiàn)象。此外，低溫高速加載過程中，可以觀察到在，由于材料的局部熱軟化效應引起的力-位移曲線明顯的下降，而其他溫度下，熱軟化效應相對較小。
a.-30℃力位移曲線
b.-30℃真實應力應變曲線
c.23℃力位移曲線
d.23℃真實應力應變曲線
e.85℃力位移曲線
f.85℃真實應力應變曲線
圖4 材料拉伸實驗數(shù)據(jù)
02
修正后的應力應變曲線及對標分析
上述實驗的真實-應力-應變曲線，在給定一個假設的彈性模量基礎上，可由真實應力-應變曲線獲得MAT24號卡片的有效應力-有效塑性應變，如式(4)所示。雖然在材料的粘彈性范圍內的力學特性并不準確，但不影響整個材料的韌性和斷裂伸長率等特性。
(4)
其中，εP為塑性應變；εE為彈性應變；σT為真實應力；E為假定的彈性模量。
利用參數(shù)優(yōu)化軟件對有效應力-有效塑性應變曲線設定的控制參數(shù)進行優(yōu)化，獲得優(yōu)化后的應力-應變曲線。圖4a,c和e所示的是優(yōu)化前后的有效應力-有效塑性應變曲線。
展開 Error at the extreme position of the force-displacement curves
雖然現(xiàn)場實驗和數(shù)值模擬得到的力-位移曲線趨勢大致相同，但現(xiàn)場實驗中由于鋼材再加工過程中的彎曲和過熱，局部材料性能發(fā)生了變化，而數(shù)值模擬中的材料性能都是統(tǒng)一的，進而導致曲線不能完全一致。因此，為了深入探討現(xiàn)場實驗和數(shù)值模擬得到的力-位移曲線的差異原因，通過改變不同區(qū)域的材料特性，得到方形預折疊吸能結構各個部分材料屬性改變對力-位移曲線的影響。
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力-位移曲線對比
提取壓頭反力-位移曲線如下圖所示，其中為了比較加載全階段受力值，1/8模型力-位移曲線中力和位移采取了放大一倍的處理方式。
力-位移曲線
從力-位移曲線可以看出，對稱模型由于對稱約束的存在相較于完整模型剛度降低，其中1/4模型剛度降低最多，1/2模型和1/8模型剛度值較為接近。
展開 PFC3D模擬直剪試驗 ￥20
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</div><p>200kPa頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202007/6ce3fcbf5f554b508565c87329c892e1.png"></p><p>300kPa頂部壓力時球顆粒接觸力及剪切力-位移曲線如下：</p><p> <img src="https://img.jishulink.com/upload/202007/5eaded94a64149a491cbd21a16043144.png"></p><p>不同頂部壓力時剪切力-位移曲線對比結果：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202007/607fd857054748248962b413474ab113.png"></p><p>剪切前后模型對比如下：</p><p>剪切前：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202007/188706731825488b9a517d2c8503dde3.png"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202007/38e04fe49af2455595d3c0eca642d1e1.png"></p><p>剪切后：</p><p><img src="https://img.jishulink.com
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結果表明，雖然不同織構對整體折疊形貌的影響并不總是非常顯著，但對壓潰力–位移曲線、平均壓潰力和能量吸收能力具有明顯影響。尤其是在角部、水平鉸線和錐面等局部大塑性區(qū)域，晶粒取向會持續(xù)演化，形成不同的局部織構模式。文章還指出，拉伸織構和壓縮織構在不同壓潰模式下表現(xiàn)出不同的吸能優(yōu)勢，這說明“材料制造歷史”并不是可以忽略的背景信息，而是可能影響結構服役性能的重要因素。
通過加載可實現(xiàn)力-速度控制、位移-速度控制等控制模式，實時顯示力、位移的參數(shù)，并繪制力-位移曲線。
2. 座椅調節(jié)力學測試系統(tǒng)解決方案
主要用于 座椅功能按鈕的自動壽命測試，采用機械臂驅動，末端安裝六維力傳感器及電動夾爪，可完成座椅側面按鈕的電動、推動、旋轉等動作。也可用電動夾爪夾持樣品在座椅背部做插拔實驗，使用力傳感器進行力值保護功能。
分析步采用顯式動力學，時間周期默認 0.01 s，場輸出包含應力 S、應變 E、位移 U、損傷變量 SDEG 和 DMICRT、狀態(tài)變量 SDV 及 STATUS，歷史輸出請求接觸面法向力 CFN3，便于后處理中快讀提取力?時間/位移曲線。
一套基于 MATLAB/Fortran 編寫的二維鍵基近場動力學（Bond-based Peridynamics）數(shù)值仿真代碼。程序采用經典的動態(tài)松弛算法（Dynamic Relaxation），將動力學方程轉化為解決準靜態(tài)問題的工具，模擬二維材料在單軸壓縮載荷下的響應及裂紋擴展過程。
準靜態(tài)模擬方案：利用動態(tài)松弛代碼，通過人為阻尼迭代，穩(wěn)定求解準靜態(tài)單軸壓縮過程。
其核心產品包括汽車座椅靜態(tài)力學測試系統(tǒng)，可精準完成坐墊、靠背、頭枕的壓力與變形檢測，支持力 - 速度、位移 - 速度雙控制模式，實時生成力 - 位移曲線，徹底解決傳統(tǒng)測試主觀、低效的痛點。
北京沃華慧通測控技術有限公司汽車座椅調節(jié)測試系統(tǒng)，采用雙機械臂雙工位布局，可自動完成座椅按鈕操作、接口插拔等復雜動作，適配多調節(jié)機構座椅的復雜測試場景。
汽車座椅靜態(tài)力學測試系統(tǒng)聚焦坐墊、靠背、頭枕的壓力與變形檢測，支持力-速度、位移-速度雙控制模式，可實時采集數(shù)據(jù)并生成力-位移曲線，實現(xiàn)座椅靜態(tài)性能量化評估，徹底解決傳統(tǒng)測試主觀、低效的痛點。硬件端，系統(tǒng)搭載機械臂（作業(yè)半徑2500mm、負載150kg），搭配可定制壓頭與高精度力傳感器，覆蓋全位置測試。
圖9是剛性表面參考節(jié)點處的鐓粗力與垂直位移的關系曲線。Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit的分析結果都與Taylor (1981)獲得的率無關結果表現(xiàn)出極好的一致性。另外值得注意的是，Abaqus/Standard中的解映射似乎對總鐓粗力沒有顯著影響。
圖10是根據(jù)表2中確定的截面控制選項繪制的剛性表面參考節(jié)點處的鐓粗力與垂直位移的關系曲線。
用abaqus模擬了一個阻尼器，耦合了一個集合點，施加的位移載荷，滯回曲線位移一直跑不到加載表設置的值
位移”曲線，用于與試驗對標。
這些軟件系統(tǒng)實現(xiàn)了：</p><ul><li>力-位移曲線的實時繪制</li><li>多模式控制（力控制/位移控制）</li><li>測試數(shù)據(jù)的可追溯管理</li><li>對座椅各部件實現(xiàn)自動化測試，操作便捷，數(shù)據(jù)實現(xiàn)可視化</li></ul><p><strong>3.4 環(huán)境適應性測試：從高溫高濕到極地低溫的極限驗證</strong></p><p>沃華慧通構建了“<strong>四極環(huán)境</strong
