溫度效應
關注創建者：Muika 創建時間：2020-12-28
溫度效應的視頻教程
ABAQUS精品課A29—火災下考慮材料溫度效應的鋼管混凝土沖擊
v 本課適合哪些人學習： 1、土木工程及相關專業學生和研究人員：因課題研究涉及鋼-混凝土組合結構，土木工程專業結構工程方向博士、碩士研究生，需掌握Abaqus建模與仿真的核心技術，用于支持課題分析與結果驗證。 2、工程技術人員及有限元學習者：從事橋梁、建筑等土木工程領域設計、施工或監測的工程師，或對有限元方法和分析軟件感興趣的初學者，通過小案例學習Abaqus的具體操作并應用于實際結構分析。
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comsol電磁感應加熱-不同頻率下趨膚效應下網格剖分方法、實現間歇加熱、加熱冷卻，如調節溫度分布
溫度場方程原理講解，如何通過改變材料屬性參數或邊界條件，調整的溫度大小或分布
￥100 40分鐘 385播放
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視頻管理 / 準靜態拉伸試驗與ABAQUS數值模擬（JC本構，質量縮放）
準靜態拉伸的簡單介紹和數值模擬操作，本構參數是自己做試驗標定出來的JC硬化參數，由于是準靜態模擬，沒有考慮應變率效應和溫度效應。
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溫度效應的實例教程
度差異效應 (Differential Temperature Effect) 注1 與收縮差異效應 (Differential Shrinkage Effect) 注2 為影響塑件變形的兩個主要原因。若能分析這兩種因子對塑件產品的影響，對于解決翹曲問題將會有很大的幫助。為了提升翹曲分析準確度，Moldex3D在翹曲分析新增這項分析功能，讓產品設計者能夠解析溫度差異效應和收縮差異效應的位移，更精準判斷造成翹曲的因素，提升開模成功率。以下將說明操作設定步驟：
步驟1：在計算參數 (Computation Parameter) 設定窗口中，點選翹曲變形頁面，接著勾選考慮溫度差異效應與區域收縮差異分析 (Consider differential temperature and shrinkage analysis)。
步驟2：分析完成后，在分析結果的翹曲變形(Warpage)項目中，將顯示考慮溫度差異效應與區域收縮差異分析后的翹曲情形。
步驟3：以下圖齒輪的分析結果為例，總區域收縮差異效應位移 (Total Differential Shrinkage Effect Displacement) 對于翹曲的影響，顯然大于總溫度差異效應位移(Total Differential Temperature Effect Displacement) 的影響，因此可以判斷收縮差異效應位移會是改善翹曲的首要考慮項目。
注1. 溫度差異效應位移為計算厚度方向上的體積收縮率與平均體積收縮率之差異，此結果反應出對象在厚度方向翹曲的趨勢。
注2.
展開 基于JC模型的taylor桿沖擊模擬 ￥199
Steinberg-Guinan-Lund（SGL）模型：該模型可以模擬材料在高速沖擊負荷下的應變硬化和失效行為，并考慮了材料在高應變率下的非線性行為和溫度效應。
其中雙參數Johnson-Cook模型（JC模型）是一種廣泛應用于高速沖擊試驗的材料塑性本構模型。其優勢包括：
能夠較好地描述材料在高應變率下的應變硬化和失效行為。該模型可以描述材料在高速沖擊負荷下的應變硬化和動態失效過程，能夠較好地預測材料的變形和破壞行為。
可以考慮材料的溫度效應。該模型可以考慮材料在高速沖擊負荷下的溫度升高效應，這在材料的高溫應用中具有重要意義。
具有較好的適應性和通用性。該模型的參數較少，易于確定，可以適用于多種材料和試驗條件下的模擬。
可以用于復雜加載條件下的模擬。該模型可以用于模擬復雜的動態加載條件，如不同方向的高速沖擊負荷，以及不同沖擊能量和速度下的材料響應。
案例以Abaqus/Explicit內置的JC本構模型，以及編寫的自定義硬化VUSDFLD和自定義材料VUMAT三種方式模擬taylor桿撞擊,材料使用鋼材，考慮熱膨脹，熱傳導，和塑性產熱以及ＪＣ本構模型，模擬使用顯式動態溫度-位移分析步，使用C3D8RT單元，初始溫度為20°，沖擊速度為287000mm/s,沖擊時間為８ｅ－５ｓ，其中使用內置本構,VUSDFLD以及VUMAT的結果如下圖所示：
等效應力分布
溫度分布
等效塑性應變分布
展開 藉由翹曲分析，使用者可以輕松驗證收縮效應造成的產品變形率，并有效地識別翹曲原因。對于纖維填充材料而言，翹曲分析結合復合材料理論和纖維排向結果(使用Fiber模塊) 來預測非等向性收縮、殘余應力和材料粘彈性對翹曲的影響。此外，可以通過FEA接口模塊接軌其他結構性分析軟件，以執行更真實的結構分析。
功能
? 在實際成型之前預測最終產品形狀，并確定翹曲的根本原因。
? 可評估位移、體積收縮、密度、纖維排向（需Fiber模塊）、熱/流動引起的殘留應力、區域收縮效應、溫度差異效應、平整度
? 考慮材料特性、流動/保壓/冷卻制程、模內干涉(IMC)對翹曲的影響。
? 強化版翹曲分析功能是包含瞬時歷史效應進行迭代計算，連結物理現象包括冷卻階段的收縮效應與產品頂出后的自由形變、固化過程中的黏彈效應、溫度的瞬時效應，可更準確地對產品進行殘余應力分析，得到更精確的翹曲結果。
? 薄殼產品的大變形也可使用非線性翹曲分析獲得更準確的模擬結果。
特色
塑件翹曲分析
? 計算從加工條件到環境條件的溫度或壓力改變時，導致材料收縮之最終塑件形狀
殘留應力分析
? 塑件頂出后即收縮變形至一均衡形狀；此時，塑件內部殘存的壓力稱為制程殘留應力
? 計算成型周期時產生之殘留應力，包含溫度效應、壓力分布、纖維配向及幾何特征
模具干涉
? 在產品彈出之前，模具內部已經產生了翹曲變形。但由于剛性模具的限制而自由收縮和變形
? 使用模具干涉計算翹曲，可提高翹曲分析精度
展開 藉由翹曲分析，使用者可以輕松驗證收縮效應造成的產品變形率，并有效地識別翹曲原因。對于纖維填充材料而言，翹曲分析結合復合材料理論和纖維排向結果(使用Fiber模塊) 來預測非等向性收縮、殘余應力和材料粘彈性對翹曲的影響。此外，可以通過FEA接口模塊接軌其他結構性分析軟件，以執行更真實的結構分析。
功能
? 在實際成型之前預測最終產品形狀，并確定翹曲的根本原因。
? 可評估位移、體積收縮、密度、纖維排向（需Fiber模塊）、熱/流動引起的殘留應力、區域收縮效應、溫度差異效應、平整度
? 考慮材料特性、流動/保壓/冷卻制程、模內干涉(IMC)對翹曲的影響。
? 強化版翹曲分析功能是包含瞬時歷史效應進行迭代計算，連結物理現象包括冷卻階段的收縮效應與產品頂出后的自由形變、固化過程中的黏彈效應、溫度的瞬時效應，可更準確地對產品進行殘余應力分析，得到更精確的翹曲結果。
? 薄殼產品的大變形也可使用非線性翹曲分析獲得更準確的模擬結果。
特色
塑件翹曲分析
? 計算從加工條件到環境條件的溫度或壓力改變時，導致材料收縮之最終塑件形狀
殘留應力分析
? 塑件頂出后即收縮變形至一均衡形狀；此時，塑件內部殘存的壓力稱為制程殘留應力
? 計算成型周期時產生之殘留應力，包含溫度效應、壓力分布、纖維配向及幾何特征
模具干涉
? 在產品彈出之前，模具內部已經產生了翹曲變形。但由于剛性模具的限制而自由收縮和變形
? 使用模具干涉計算翹曲，可提高翹曲分析精度
展開 這些問題阻礙了對iHEA變形溫度效應的深入理解，也限制了對不同溫度下iHEA力學行為的描述和預測。
針對上述問題，西南交通大學康國政教授團隊建立了考慮溫度效應和晶粒尺寸效應的多物理機制晶體塑性本構模型，量化了不同強化機制和塑性變形機制對iHEA變形行為的貢獻，在準確描述不同溫度下粗晶和細晶iHEA變形響應和馬氏體體積分數演化的基礎上，深入探討分析了上述問題。在此基礎上，預測了不同溫度和不同晶粒尺寸下iHEA的強韌性。相關成果以論文“Temperature effect on tensile behavior of aninterstitial high entropy alloy: Crystal plasticity modeling”發表在固體力學領域頂級期刊International Journal of Plasticity上。論文共同第一作者為西南交通大學張旭教授和四川大學專職博后陸曉翀，通訊作者為康國政教授和張旭教授，合作者包括中國工程物理研究院趙建鋒助理研究員、西南交大闞前華教授和中南大學李志明教授。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2021.103201
在FCC晶體中孿生和相變的激活與層錯的形成密切相關，為了描述溫度變化對塑性變形機制的影響，作者們首先建立了一套計算iHEA不同溫度下層錯能的熱力學方法，對層錯能和Gibbs自由能隨溫度的變化進行了深入分析，可推測出不同溫度下iHEA塑性變形機制的改變（如圖1）。
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溫度效應的最新內容
與常規晶體塑性模型不同的是，該模型把溫度效應系統地引入到多個關鍵物理量中：首先，單晶彈性常數 C11、C12、C44 隨溫度變化；其次，滑移阻力引入熱軟化函數，用來描述溫度升高后滑移更容易發生的現象；再次，單滑移硬化參數也被寫成溫度函數，包括參考臨界分切應力、初始硬化率和硬化指數。
無論是進一步加入顯式硬化、溫度效應，還是發展到更復雜的 twin-detwin、parent-child 思路，它都可以作為一個非常扎實的起點。
后續很多孿晶模型基于此進行二次開發，因此實現該文章的數值模型對于孿晶的研究非常有幫助：
使用文章的公式，講整體算法集成到abaqus的vumat子程序相對容易，因為不需要推導一致性雅可比。但是率無關模型通常數值穩定性較差。
Optimizing Traveling Wave MZM-optiSLang Interoperability
相關鏈接：https://support.lumerical.com/hc/en-us/articles/4403299362195
使用其他test-bench線路
本示例使用六通道WDM收發器作為溫度效應的性能測試平臺。但它也可以適用于其他電路。
由于電橋中兩片受拉、兩片受壓，溫度效應在電路中相互抵消，不會產生輸出信號。殘余的微小誤差，可通過在電橋中接入特殊的鎳電阻進一步修正。
2. 靈敏度溫度補償（TCS）
溫度變化也會影響彈性體材料的彈性模量，從而導致應變特性改變。同時，應變片自身的靈敏度也隨溫度變化。在高溫下，電阻變化更顯著，可能導致電橋輸出信號降低。TCS補償就是為了抵消這一效應。
3.
主要性能提升包括：
線性誤差最高改善 7 倍
零點溫度效應降低最高 50%
內部采樣率 40 Sa/s，可精確捕捉峰值
傳感器健康監控：可靠性新標準
本次升級的核心創新是傳感器健康監控功能。該內置系統可持續監控載荷與溫度，一旦接近或超過物理限值，系統將立即發出警報，實現預測性維護，避免意外停機。
一期一會 | 什么是多物理場？8個月前
多物理場耦合的常見示例包括：
流固耦合（FSI）
飛機安全：對氣流（流體力學）如何影響起落架的變形和減震（結構力學）進行建模
熱-光學耦合
抬頭顯示器（HUD）：對室外溫度（熱效應）如何影響車輛中投影圖像的清晰度（光學）進行建模
結構-聲學耦合
道路噪聲：對輪胎-表面的摩擦（結構力學）如何引起車輛中的聽覺反饋（聲學）進行建模
需要注意的是，橡膠中的應變結晶效應與溫度相關。在較冷的溫度下，這種影響較強，而在較高溫度下，這種影響較弱。圖6比較了三種不同溫度下結晶橡膠的實驗Haigh圖[6]（頂部）和計算結果（底部）。
圖6. 天然橡膠在3個溫度下的實驗Haigh圖【6】（頂部），與計算的Haigh圖（底部）進行比較。溫度升高往往會降低應變結晶的有益效果。
Moldex3D模流分析之塑化效應分析10個月前
? 可以輸出等色和等傾模式(Isochromatic/Isoclinic)
? 與 CODE V 集成，用于進一步的非均勻折光率預測
? 有關更多詳細信息，請查看光學
模內裝飾
? 透過易于使用的IMD邊界條件設定，提供由熔膠填充引起的沖膜指數
? 預測薄膜造成的溫度效應
Moldex3D模流分析之非等向性收縮10個月前
? 可評估位移、體積收縮、密度、纖維排向（需Fiber模塊）、熱/流動引起的殘留應力、區域收縮效應、溫度差異效應、平整度
? 考慮材料特性、流動/保壓/冷卻制程、模內干涉(IMC)對翹曲的影響。
1、案例介紹
分離式霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）主要用于研究材料在高應變率（1e2～1e4?s^?1）下的動態力學行為，如應力-應變關系、應變率效應、溫度效應以及失效模式等。
本案例主要介紹基于ABAQUS韌性金屬材料的SHPB常規仿真建模方法以及波形整形、等效載荷加載等仿真內容。
