單軸試驗的案例
應用不同計算模型的巖石/混凝土單軸抗壓試驗簡單對比
計算結果：
單軸壓縮試驗、Mohr-Coulomb破壞-完整的巖石
抗壓強度：30MPa
殘余壓縮強度：20MPa。
單軸拉伸試驗、拉伸斷裂失效-節理
拉伸強度：0.5MPa
殘余拉伸強度：0.1MPa
修正的DP混凝土：
（1）單軸拉伸強度：3.0 MPa；
（2）單軸抗壓強度：30.0 MPa；
（3）雙軸抗壓強度：36.0 MPa；
（4）膨脹參數：拉伸膨脹系數：0.25；壓縮膨脹系數：1.00。
Ansys案例研究 | 單軸拉伸試驗應變測量
概述：
單軸拉伸試驗是了解大多數材料并獲取應力與應變關系的主要方法。可靠的拉伸數據對于組件設計至關重要。本案例展示了如何進行拉伸試驗并獲取應變圖。
目標：
觀察在施加漸進式位移載荷的單軸拉伸試樣中的應變。
步驟：
1、打開Ansys Workbench，創建一個“靜態結構”系統。
2、定義拉伸試驗樣品的材料屬性。本例中使用的是結構鋼。
3、導入模型，其外觀類似于圖 1 所示。
圖1 單軸拉伸試驗試樣
4、將材料分配給幾何體。
5、按照圖2所示，在試件上施加適當的約束條件。
圖2 樣品的邊界條件
6、按照圖2所示施加位移。
7、對模型進行網格劃分并運行仿真。繪制等效彈性應變(圖3)。
圖3 等效彈性應變圖
總結：
本案例說明了單軸拉伸試驗樣品中應變的測量方法。
如有疑問歡迎留言或私信！
展開 ABAQUS單軸拉伸仿真分析與試驗對比
單軸拉伸試驗與仿真
概述
單軸拉伸試驗是基本的材料力學性能測試試驗，本文采用ABAQUS軟件模擬其試驗過程。
模型設置
模型難點在材料設置上，采用韌性損傷準則，考慮應力三軸度，損傷演化等。
應在場變量輸出中勾選剛度退化、損傷起始準則及單元刪除。
3. 結果對比
頸縮
斷裂
巖石單軸壓縮試驗數值模擬 ￥20
采用ls-dyna數值模擬軟件，對于巖石試件進行單軸及三軸壓縮試驗模擬，提供K文件及講解服務。案例為單軸壓縮，三軸試驗可以進行講解。
巖石單軸壓縮試驗的近場動力學數值模擬 ￥499
模型：常規態近場動力學
語言：Fortran
可實現完整多晶巖石或帶預制裂紋多晶巖石的單軸壓縮試驗的數值模擬，可出應力-應變曲線、損傷等演化過程。
（贈送代碼使用指導）
【iSolver案例分享】開口鋼管樁的單軸壓縮試驗
【iSolver案例分享】開口鋼管樁的單軸壓縮試驗
一．模型背景：
該模型為開口鋼管樁，該鋼管樁的尺寸為：外直徑2m, 壁厚0.05m, 樁長9m。樁所用鋼為Q235鋼，采用彈塑性本構模型，鋼材密度為7.85t/m3, 彈性模量為215e6KPa, 泊松比為0.28，屈服強度為235MPa, 屈服后的應力應變關系為理想彈塑性模型。由于開口鋼管樁具有軸對稱性，故而只建立90度的模型，以降低計算成本。
圖一：所建90度的開口鋼管樁
圖二：鋼材的參數設置
該模型的兩個側邊截面為軸對稱約束，樁底部固定，頂部受到均布荷載，壓強為4000KPa。
圖三：樁的邊界約束及荷載
模型的網格類型采用C3D8R，將壁厚分為了兩層。
圖四：模型的網格劃分
二．iSolver與Abaqus的結果對比
圖五：樁內側應力分布圖（上側：abaqus; 下側：iSolver）
圖六：樁內側底部的應力集中圖（上側：abaqus; 下側：iSolver）
圖七：樁外側應力分布圖（上側：abaqus; 下側：iSolver）
圖八：樁外側底部的應力集中圖（上側：abaqus; 下側：iSolver）
取樁外壁的應力路徑（圖九）做樁的應力、應變及位移由樁頂部到樁底部的分布圖。
展開 仔細研究ANSYS-workbench的材料庫
03 試驗應力應變數據
定義：單軸試驗數據，雙軸試驗數據，剪切試驗數據，體積試驗數據，簡單剪切試驗數據，單軸拉伸試驗數據，單軸壓縮試驗數據。
04 超彈性
定義：主要有M-R模型，Polynomial模型，Yeoh模型，Ogden模型等。
05 塑性
定義：雙線性等向強化，多線性等向強化，雙線性隨動強化，多線性隨動強化，非線性隨動強化；粘塑性；四種顯示動力學使用材料。
06 蠕變
07 壽命（疲勞）
定義：應力疲勞（高周疲勞），應變疲勞（低周疲勞）
08 強度
定義：拉伸屈服強度，壓縮屈服強度，拉伸極限強度，壓縮極限強度等。
09 墊圈
10 粘彈性
11 形狀記憶合金
12 損傷
13 熱
14 熱能
15 軟磁材料和硬磁材料
16 電
17 脆性材料/顆粒材料
18 狀態方程
19 多孔材料
20 破壞
21 非線性和彈塑性行為
展開 ABAQUS高效的橡膠材料本構擬合法
那么在Abaqus怎樣根據橡膠材料的試驗數據近似擬合出其真實的本構呢？
二、ABAQUS本構擬合法
Abaqus提供了多種的橡膠材料模型，如多項式模型、Mooney-Rivlin模型、Neo-Hookean模型等，用來模擬真實超彈性材料的不可壓縮性。
對于已知的橡膠試驗數據（如單軸試驗、雙軸試驗、平面試驗等），我們如何在Abaqus中正確選擇與其對應的本構進行模擬呢？這也許是橡膠仿真的關鍵。
首先，在Property模塊中建立橡膠材料，如圖1。
圖1 建立橡膠材料
如果不清楚需指定哪種應變勢能時，在Strain energyprotential欄中選擇Unknow，并選擇相應的試驗數據進行輸入，以便Abaqus自動擬合其應變勢能。如圖2。
圖2 應變勢能選擇
輸入相應的試驗數據。
圖3 輸入試驗數據
在主菜單Material->Evaluate->Rubber下擬合橡膠材料的應變勢能曲線。并在彈出的對話框中設置各試驗數據對應的應變的最大、最小值。
圖4 擬合橡膠應變勢能
如圖為擬合出的單軸、雙軸及平面試驗下的橡膠應變勢能曲線。
(a) 單軸應變勢能曲線
(b) 雙軸應變勢能曲線
(c) 平面應變勢能曲線
圖5 擬合的橡膠各試驗數據下的應變勢能曲線
三、總結
可見Abaqus簡單快捷的橡膠材料本構擬合方法為橡膠超彈性材料的模擬提供了很大的方便。
文章來源：有限元在線
展開 《Science》子刊：利用分子滑輪交聯劑制備高韌性、透明彈性體
通過SAXS測量用HPR-C和EGDMA作為交聯劑制備MEO2MA彈性體獲得的散射曲線：（A）用不同量的HPR-C或EGDMA制備的彈性體；（B）將（A）中含有不同量的HPR-C彈性體的散射曲線歸一化為HPR-C的濃度；（C）在用2wt％HPR-C作為交聯劑制備的MEO2MA彈性體的單軸拉伸過程中獲得的2D SAXS圖案；（D）平均散射分布I（Q），其方向平行于用2wt％HPR-C制備的MEO2MA彈性體變形方向；（E）由彈性體伸長引起的PR構象變化的示意圖。 圖中的箭頭表示彈性體的伸長方向。
圖4聚輪烷交聯彈性體在各種聚輪烷濃度下的機械性能。
（A）單軸拉伸試驗和撕裂試驗的結果；。（B）儲能模量的溫度依賴性；（C）損耗模量的溫度依賴性；（D）tan的溫度依賴性。
表2用不同量的HPR-C作為交聯劑制備MEO2MA彈性體的單軸試驗機械性能。
圖5 使用的交聯劑（HPR-C和EGDMA）和單體（MEO2MA）的化學結構。
原文鏈接：
http://advances.sciencemag.org/content/4/10/eaat7629
來源：高分子科學前沿
展開 橡膠超彈材料簡介與總結 ￥1
下文將對橡膠材料的特點以及本構模型進行介紹，分析不同本構模型的區別與應用場景，并就利用ANSYS Workbench結合單軸試驗應力應變數據進行橡膠材料曲線擬合進行介紹！
P-S-N曲線的制作過程
由于材料的疲勞特性不可避免地存在分散性，因此中值S-N曲線實際上不能滿足工程設計和疲勞分析的需要，必須考慮疲勞試驗的統計特性。當需要考慮特定失效概率時S-N曲線被稱為P-S-N曲線。
我們將基于某材料的單軸拉伸試驗數據進行一次P-S-N曲線的制作。
2. 試驗方法及數據
一般S-N曲線使用單軸拉伸試驗數據制作。單軸疲勞是指材料或零件在單向循環載荷作用下所產生的失效現象。零件只受單向正應力（應變）或單向切應力（應變），如只承受單向“拉—壓”循環應力，彎曲應力或扭轉循環應力。單軸拉伸試驗數據使用單軸疲勞試驗機施加軸向拉壓載荷得出。
在有限疲勞壽命區采用成組法測試試樣的疲勞特性，應力分為5級。因為在高周疲勞區間，疲勞壽命的分散性很大，疲勞極限值可以通過升降法測定，循環基數一般為1e+07次。
本文忽略了疲勞極限的測定、數據檢驗和可疑數據取舍，假設試驗數據符合正態分布且樣本數量充足。
有這樣一組成組法疲勞試驗數據，應力比為R=-1，試驗環境為室溫，如下所示：
可以假設各個應力水平中，失效壽命呈現正態分布。將這些數據點繪制于雙對數坐標系：
3.
展開 
在PFC3D中模擬四點彎曲試驗（簡支梁） ￥10
在采用離散元模擬混凝土等構件時，需要定義細觀黏結參數（pb_ten，pb_coh等 ），一般情況下需要進行試驗模擬以標定參數，例如常用的包括單軸壓縮試驗、單軸拉伸試驗、三點彎曲試驗、四點彎曲試驗等。
其中，四點彎曲試驗是測量材料彎曲性能的一種試驗方法。將條狀試樣平放于彎曲試驗夾具中，形成簡支梁形式，試樣上方有兩個對稱的加載點。
對于寬度為b，高度為h的矩形試樣，四點彎曲抗彎強度公式：S=FL/bh2
本算例采用PFC3D模擬四點彎曲試驗，首先建立試件，定義黏結參數，通過移動墻體進行加載，監測加載過程中墻體的受力，并給出粘結鍵斷裂位置的分布。
建立的長方體試件如下圖：
試樣中球顆粒的接觸力鏈如下圖所示：
在模型的上下兩側生成墻體，固定下側墻體的位置，對上側墻體施加向下的速度模擬加載：
加載后球單元之間的接觸情況如下圖所示，其中藍色為粘結鍵，紅色為斷裂的粘結鍵分布：
斷裂粘結鍵分布如下圖，試件中部發生斷裂
對于不同強度的巖石或混凝土可以修改粘結參數（pb_ten，pb_coh等）、球單元的粒徑級配等進行模擬以達到合理的預期效果。
完整代碼如下：
展開 在PFC3D中模擬三點彎曲試驗（簡支梁） ￥10
在采用離散元模擬混凝土等構件時，需要定義細觀黏結參數（pb_ten，pb_coh等 ），一般情況下需要進行試驗模擬以標定參數，例如常用的包括單軸壓縮試驗、單軸拉伸試驗、三點彎曲試驗、四點彎曲試驗等。
其中，三點彎曲試驗測量材料彎曲性能的一種試驗方法。將條狀試樣平放于彎曲試驗夾具中，形成簡支梁形式，試樣上方只有一個加載點。
對于寬度為b，高度為h的矩形試樣，三點彎曲抗彎強度公式：S=3FL/2bh
本算例采用PFC3D模擬三點彎曲試驗，首先建立試件，定義黏結參數，通過移動墻體進行加載，監測加載過程中墻體的受力，并給出粘結鍵斷裂位置的分布。
建立的長方體試件如下圖：
試樣中球顆粒的接觸力鏈如下圖所示：
在模型的上下兩側生成墻體，固定下側墻體的位置，對上側墻體施加向下的速度模擬加載：
加載過程中上側墻體與試件的接觸力時程如下：
加載后球單元之間的接觸情況如下圖所示，其中藍色為粘結鍵，紅色為斷裂的粘結鍵分布：
斷裂粘結鍵分布如下圖，試件中部發生斷裂
對于不同強度的巖石或混凝土可以修改粘結參數（pb_ten，pb_coh等）、球單元的粒徑級配等進行模擬以達到合理的預期效果。
需要注意本算例需要調用附件中的fracture.p3fis文件，在將其拷貝至PFC的工作路徑下。
本算例完整代碼如下：
展開 LS-DYNA從頭開始學系列 應用教學1——DEM的生成及參數標定 ￥100
<p>本貼為LS-DYNA中DEM單元生成及單軸壓縮試驗（UCT）與巴西圓盤劈裂實驗（BST）的教學貼。</p><p>大家都知道DEM（離散單元法）是模擬顆粒流動以及巖土類介質破壞的重要工具，業界鼎鼎大名的Altair-EDEM、PFC以及ANSYS-RockyDEM都是解決顆粒物質力學仿真的明星產品。但是，作為顯式動力學計算鼻祖的LS-DYNA也是早早引進了DEM方法，并提供了多物理場耦合的強大功能。LS-DYNA采用離散元可以進行實現的不僅包括基本的物料運輸，還能與其強大的瞬態求解器進行耦合，模擬沖擊爆炸產生的材料破碎問題以及與流場耦合的多相流問題。</p><p>本貼是LS-DYNA DEM教學系列的第一帖，旨在幫大家理解如何用ls-prepost與lsdyna完成一站式dem仿真，不借助其他任何工具，step by step,專門服務于LS-DYNA初學者。帖子的主要內容分為三部分：DEM粒子生成，DEM顆粒接觸參數及bond(平行粘結模型)參數詳解，FEM-DEM模擬混凝土進行單軸壓縮與巴西圓盤試驗實戰。</p><p>首先，為大家展示一下兩種試驗的結果。
展開 利用超彈性實驗數據進行平面密封模擬（Mooney-Rivlin 超彈性模型） ￥3
進行了一系列材料測試，包括單軸拉伸試驗、雙軸拉伸試驗和剪切試驗。
經過一系列數據擬合試驗表明，對于該材料試驗數據，雙參數“Mooney-Rivlin超彈性模型”擬合數據的效果優于其他模型，決定采用雙參數Mooney-Rivlin模型。
本教程中使用的單位制是“美國習慣用單位 (in-lbm-lbf-s)”。
步驟 1：概述
汽車工業車門上的密封件。密封件是一條長條橡膠，將被建模為平面應變問題。進行了一系列材料測試，包括單軸拉伸試驗、雙軸拉伸試驗和剪切試驗。
經過一系列數據擬合試驗表明，對于該材料試驗數據，雙參數“Mooney-Rivlin超彈性模型”擬合數據的效果優于其他模型，決定采用雙參數Mooney-Rivlin模型。
第 2 步：設置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態結構分析：
步驟3：工程數據（材料模型）
本教程最重要的部分是創建和定義材料數據。
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