拉伸試樣的案例
XM-12 不銹鋼試樣高溫拉伸試驗解析
按圖解法進行近似求解，試樣在頸縮開始至結(jié)束，半徑的變化式為r=-0.8594×△L+4.721，式中r 為試樣縮頸處瞬時半徑，L 為頸縮開始后試樣圓錐面伸長量。修正后真實應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖5 所示。
圖5 1050℃應(yīng)力-應(yīng)變曲線(按截面積A 變化)
修正后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線顯示，在試樣頸縮開始后初始階段，應(yīng)力值會隨著應(yīng)變的增加而增加。因為頸縮階段，試樣的塑性變形由均勻變形轉(zhuǎn)變?yōu)榧兴苄宰冃坞A段，雖然夾頭的速度不變，但是集中變形部位的變形速率是隨長度的增大而增加，導(dǎo)致變形抗力增加。當(dāng)達到一定變形量后，集中變形部分孔洞體積增加，參與變形的部分減小，但仍然保持較好的塑性，導(dǎo)致變形抗力減小，直至試樣拉斷。對比圖2 曲線，更接近光滑圓柱形試樣拉伸過程中真實情況，具有很好的參考意義。
圓柱拉伸試樣的有限元分析
將修訂后的曲線數(shù)據(jù)導(dǎo)入Abaqus 有限元分析軟件，對拉伸試樣的韌性損傷閥值D 進行分析，如圖6所示。可以看出圓柱形光滑拉伸試樣在拉伸至斷裂過程中，試樣中心區(qū)域的DUCTILE 值最先達到1。
圖6 拉伸試樣有限元韌性損傷D 值
分析表明：對于XM-12 材質(zhì)圓柱形光滑拉伸試樣，在其拉伸過程中最先發(fā)生材料失效的區(qū)域是試樣截面的中心部位；并且分析結(jié)果也體現(xiàn)了材料在1050℃時良好的塑韌性，這與圖5 真實應(yīng)力應(yīng)變的修訂曲線結(jié)果相一致。
展開 基于Abaqus的隨機纖維增強復(fù)合材料拉伸試樣建模插件2.0
由于短纖維增強復(fù)合材料的有限元模型需要考慮隨機的纖維分布，如果纖維束數(shù)量較多，則手動在abaqus中直接建模工作量會過于繁重，因此本文介紹了一種基于abaqus的建模插件，可以成功快速實現(xiàn)隨機纖維增強復(fù)合材料拉伸試樣模型的建立。
一、新增功能
爭對此，可對隨機纖維增強復(fù)合材料拉伸試樣進行插件建模，在前一版本中，主要基于下面的標(biāo)準(zhǔn)試樣進行短纖維模型的建立。
插件版本1.0
但是實際中，不同研究人員所用拉伸試樣尺寸可能不一致，為解決這一問題，發(fā)布了復(fù)合材料拉伸試樣插件2.0版本了，在該版的插件中，我們將拉伸試樣的尺寸考慮在內(nèi)，將試樣尺寸變成為用戶自定義的參數(shù)。
插件版本2.0
二、纖維生成算法
此插件核心之一在于如何生成不相交的纖維，因此選擇選用解析幾何方法對隨機生成的纖維是否與已經(jīng)生成的纖維進行相交判斷，不相交的判斷算法如下，首先生成的纖維可以看做空間線段，當(dāng)每條線段之間的最短距離均大于纖維直徑時，此時纖維的位置視為均不相交,由此進行判斷纖維是否相交；
核心之二在于,如何保證纖維的體積含量，由于隨機生成的纖維需要切割，切割后纖維的體積含量很難計算，如果一次生成所有纖維在切割，容易導(dǎo)致體積含量過大或者過小，無法保證；本插件采用迭代算法逼近，即先根據(jù)體積含量計算出初始纖維體積，再經(jīng)歷一道切割之后，計算切割后纖維體積距離設(shè)定的體積分?jǐn)?shù)還差幾個纖維，進行第二次迭代……以此類推直到切割后的纖維體積距離設(shè)定體積分?jǐn)?shù)小于一個纖維體積時，整個迭代結(jié)束，以此確保纖維的體積精確。
與此同時，當(dāng)設(shè)定的參數(shù)不合理時，可能導(dǎo)致迭代的過程無法收斂，如在纖維體積含量過大時會出現(xiàn)纖維難以生成導(dǎo)致一直死循環(huán)，所以再本插件中，設(shè)置了最大的迭代次數(shù)上線，當(dāng)超過這個最大次數(shù)時，即使體積未達到，整個生成過程也將中止，以此保證腳本的收斂。
展開 改進的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench ￥3
改進的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench
本教程包括改進的緊湊拉伸試樣的逐步疲勞裂紋分析。
步驟 1：概述
這項工作的主要目的是提出混合模式載荷下線性彈性材料中裂紋擴展路徑的數(shù)值模型，以及研究在恒定幅值載荷條件下改進的緊湊拉伸試樣中孔洞的存在對疲勞裂紋擴展和疲勞壽命的影響。
ANSYS Mechanical（工作臺）利用 ANSYS 中的一項新功能即智能裂紋擴展技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測恒定幅值載荷條件下的裂紋擴展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。
在線彈性斷裂力學(xué) (LEFM) 假設(shè)下，采用巴黎定律模型評估具有不同 MCTS 配置的改進緊湊拉伸試樣 (MCTS) 的混合模式疲勞壽命。該方法涉及通過增量裂紋擴展分析準(zhǔn)確評估應(yīng)力強度因子 (SIF)、裂紋擴展路徑和疲勞壽命評估。
疲勞裂紋擴展結(jié)果表明，疲勞裂紋始終被孔吸引，因此要么它只能彎曲路徑并向孔擴展，要么它只能從孔中浮出并在孔消失后進一步擴展。就混合型載荷條件下裂紋擴展的軌跡而言，本研究的結(jié)果與文獻中發(fā)表的幾項裂紋擴展實驗的結(jié)果相一致，這些實驗顯示了類似的觀察結(jié)果。
本教程主要基于 Abdulnaser M. Alshoaibi 和 Yahya Ali Fageehi 的論文“線性彈性材料疲勞裂紋擴展路徑的數(shù)值分析和壽命預(yù)測”。
第 2 步：設(shè)置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析：
步驟3：工程數(shù)據(jù)（材料模型）
本教程選定的材料是“SAE 1020 碳鋼”。
材料模型由各向同性彈性、拉伸屈服強度、拉伸極限強度和巴黎定律參數(shù)（C 和 m）組成。
展開 基于Abaqus的隨機纖維增強復(fù)合材料拉伸試樣建模插件
二、 模型
此插件目的在于生成拉伸試樣模型，拉伸試樣模型尺寸如下圖所示，符合JIS K7162-1994：塑料－拉伸特性的試驗方法，JIS K7139-2007：塑料－多用途的試樣、ISO527-2塑料-拉伸性能測定標(biāo)準(zhǔn)
插件生成模型長為170
三、 插件啟動方式
四、 啟動隨機纖維增強復(fù)合材料拉伸試樣建模插件，啟動后界面如圖所示
用戶可定義：纖維長度、纖維直徑、纖維體積含量（小數(shù)形式）
確認(rèn)生成之前將Abaqus選至裝配模塊可大大加快生成速度
五、 生成效果
插件可直接生成裝配完成的模型
歡迎通過微信公眾號聯(lián)系我們。
微信公眾號：320科技工作室。
展開 
【iSolver案例分享63】國標(biāo)規(guī)定拉伸試樣的非線性瞬態(tài)分析
本文以兩種國標(biāo)規(guī)定拉伸試樣的非線性瞬態(tài)分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計算結(jié)果進行對比。
2.模型背景：
此案例為國標(biāo)規(guī)定拉伸試樣的非線性瞬態(tài)分析。對于不同材料，如果想測定其應(yīng)力應(yīng)變曲線，需要對其根據(jù)GB 6397進行制樣，用于之后的拉伸試驗，之后根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，經(jīng)過處理再繪制材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線。GB 6397規(guī)定了七種不同形式的拉伸試樣，為了測試iSolver在非線性方面的處理精度，選取了棒材試樣和板材試樣兩種常用試樣，分析其在塑性變形的情況下，軟件應(yīng)力、應(yīng)變、塑性應(yīng)變等關(guān)鍵參數(shù)與主流有限元軟件的吻合度。該結(jié)構(gòu)選用的單位制為SI(mm)制，結(jié)構(gòu)材料為Q235B，其彈性模量為210e3MPa，泊松比為0.33，密度為7.85e-9tonne/mm3。采用全實體四面體網(wǎng)格進行劃分。
展開 室溫下金屬圓棒試樣高應(yīng)變速率拉伸試驗影響因素分析
通過應(yīng)變片測得的試驗結(jié)果如圖5所示（此次測試的應(yīng)變片均貼在下夾具端），對比發(fā)現(xiàn)，標(biāo)距為20 mm試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線比標(biāo)距為10 mm試樣的離散性大。通過力傳感器測得的試驗結(jié)果如圖6所示，可見同樣標(biāo)距為20 mm試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線振蕩幅度較大。對拉伸試樣進行統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，斷裂位置在標(biāo)距內(nèi)的試樣中，標(biāo)距為10 mm的試樣遠(yuǎn)多于標(biāo)距為20 mm的試樣，所測鑄鐵試樣中，前者只有2個斷在標(biāo)距外，而后者有8個斷在標(biāo)距外。
2.6 應(yīng)力測試方法對高速拉伸試驗的影響
將圖5a）與圖6a）、圖5b）與圖6b）對比可見，應(yīng)變片測得的應(yīng)力-應(yīng)變曲線振蕩幅度明顯小于力傳感器測得的結(jié)果，且基本與靜態(tài)曲線一致，因此高速拉伸條件下適宜采用貼應(yīng)變片的方式進行應(yīng)力測試。
圖5 應(yīng)變片測得的不同標(biāo)距鑄鐵試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
圖6 力傳感測得的不同標(biāo)距鑄鐵試樣的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
2.7 試樣夾持長度對高速拉伸試驗的影響
采用應(yīng)變片測試應(yīng)力，應(yīng)變速率為500 s?1時鑄鋁的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖7所示。可見夾持長度明顯影響曲線的振蕩幅度，夾持長度較大試樣的曲線振幅小，數(shù)據(jù)離散性小。建議棒狀試樣的夾持長度不小于平行段長度的2倍。
圖7 鑄鐵在不同夾持端長度下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
2.8應(yīng)變速率對高速拉伸試驗的影響
根據(jù)前期的試驗和DFSS設(shè)計得出的拉伸試驗信噪比如圖8所示。可見當(dāng)試樣標(biāo)距為10mm，夾持端長度為35mm，應(yīng)變速率為500s1，用應(yīng)變片測應(yīng)力時的信噪比較高，且單臺相機會缺失應(yīng)變數(shù)據(jù)，因此后期將使用兩臺相機進行應(yīng)變測試。
圖8 不同應(yīng)變速率下拉伸試樣的信噪比
經(jīng)過信噪比優(yōu)化后鑄鐵和鑄鋁在不同應(yīng)變速率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖9所示。
展開 改進型緊湊拉伸試樣疲勞裂紋擴展分析-ANSYS Workbench ￥3
研究的主要目標(biāo)是展示裂紋擴展路徑的數(shù)值模型，并研究孔洞對改進型緊湊拉伸試樣（MCTS）在恒定振幅載荷條件下疲勞裂紋擴展和疲勞壽命的影響。研究使用了ANSYS Mechanical (Workbench)軟件，利用ANSYS中的智能裂紋擴展技術(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測裂紋擴展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。巴黎定律模型被用來評估不同配置的MCTS在線性彈性斷裂力學(xué)（LEFM）假設(shè)下的混合模式疲勞壽命。這種方法涉及準(zhǔn)確評估應(yīng)力強度因子（SIFs）、裂紋擴展路徑，并通過增量裂紋擴展分析進行疲勞壽命評估。疲勞裂紋擴展結(jié)果表明，疲勞裂紋總是被孔洞吸引，因此它要么只能彎曲其路徑并向孔洞擴展，要么只能在孔洞丟失后從孔洞處漂浮并進一步擴展。在混合模式載荷條件下的裂紋擴展軌跡方面，本研究的結(jié)果與文獻中發(fā)表的幾項裂紋擴展實驗結(jié)果相似，這些實驗觀察到了類似的結(jié)果。
3. : Setup
拖動Static Structural Analysis 到 ANSYS Workbench中:
4. : Engineering Data (Material Model)
o 選擇的材料為"SAE 1020 Carbon Steel".
展開 【資源分享】ASTM D638標(biāo)準(zhǔn) 5種拉伸試樣的3D幾何模型 ￥9.9
<p>ASTM D638是由美國材料協(xié)會發(fā)布的金屬及塑膠材料拉伸測試標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><br></p><p>為方便大家使用，筆者提供<span style="color: rgb(47, 48, 52);">ASTM D638標(biāo)準(zhǔn) 5種拉伸試樣的3D幾何模型，分享給大家，不用自己再畫啦，見附件。
【iSolver案例分享2】標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸(CT)試樣的彈塑性分析
Solver案例分享：標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸(CT)試樣的彈塑性分析
引言：結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver已發(fā)展到一定階段，現(xiàn)采用結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver進行結(jié)構(gòu)分析，iSolver可使用Abaqus作為前后處理工具，本文以標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸(CT)試樣的彈塑性分析為例，將iSolver求解器和Abaqus計算結(jié)果進行對比，比對兩種有限元軟件的計算結(jié)果。
斷裂試驗試樣是指帶有預(yù)制裂紋的用以測定材料斷裂韌性的試樣。試樣形式、幾何尺寸、各部分比例、裂紋預(yù)制方法與尺寸等在相應(yīng)的測試標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定。
常用的斷裂試樣有：(1)三點彎曲（TPB)試樣；（2)緊湊拉伸(CT)試樣；（3)中心裂紋板(CCP)試樣；（4)單邊裂紋板(SECP)試樣；（5）雙邊裂紋板(DECP)試祥；(6)拱形試樣。
圖1 CT試樣
緊湊拉伸試件（CT）是與一種根據(jù)ASTM和ISO標(biāo)準(zhǔn)制造的缺口試樣。CT試樣廣泛用于斷裂力學(xué)和腐蝕測試領(lǐng)域，以獲取材料的斷裂韌性和疲勞裂紋擴展數(shù)據(jù)。
圖2 CT試樣示意圖
通過使用疲勞試驗機，在樣品孔中的銷釘施加周期性載荷來產(chǎn)生疲勞裂紋。疲勞裂紋將從缺口處開始，逐漸延伸到整個樣品。通常通過測量隨裂紋擴展而變化的試樣的順應(yīng)性來監(jiān)測裂紋的長度，也可以通過使用光學(xué)顯微鏡直接測量以測量裂紋尖端的位置來監(jiān)測裂紋的長度，或者根據(jù)裂紋口張開或引伸計讀數(shù)間接監(jiān)測裂紋的長度。對于軋制材料，缺口應(yīng)與材料最薄弱的軋制方向?qū)R。這將確保所獲得的所有結(jié)果都是保守的。
問題描述：
下面以一個CT試樣為例，對其進行彈塑性分析，計算其應(yīng)力分布及位移分布。
展開 國高材分享 | 如何準(zhǔn)確獲得應(yīng)變速率0.001/s 至1000/s區(qū)間的應(yīng)力-應(yīng)變曲線
在應(yīng)變速率0.001/s至1000/s區(qū)間內(nèi)，要獲得不同數(shù)量級下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，需要不同的測試設(shè)備，即準(zhǔn)靜態(tài)萬能材料試驗機和高速拉伸試驗機。準(zhǔn)靜態(tài)萬能材料試驗機可滿足應(yīng)變速率0.001/s至10/s（準(zhǔn)靜態(tài)拉伸應(yīng)變速率）下的測試，高速拉伸試驗機可滿足應(yīng)變速率10/s至1000/s（高速拉伸應(yīng)變速率）下的測試。
所以，“如何獲得應(yīng)變速率0.001/s 至1000/s區(qū)間的應(yīng)力-應(yīng)變曲線”這一問題，可轉(zhuǎn)化成“如何將兩套工作原理不同的測試設(shè)備測得的結(jié)果完美且可靠地整合在一起”。回答此問題，需要從以下四個方面進行設(shè)計。
（一）試樣設(shè)計
試樣幾何尺寸不一樣，尤其是試樣的平行部長寬不一樣，即使是同一臺測試設(shè)備，獲得的測試結(jié)果也會不一樣。因此在不同的測試設(shè)備上進行測試，試樣的平行部長寬必須一致。
我們知道高速拉伸試驗機具有其倔強性（局限性），所以試樣的設(shè)計只能以高速拉伸試樣為基準(zhǔn)，設(shè)計準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試樣，讓準(zhǔn)靜態(tài)試驗機的試樣遷就高速拉伸試驗機的試樣，沒有其他選擇。準(zhǔn)靜態(tài)拉伸試樣的平行部長寬與高速拉伸試樣的平行部長寬一致，只是試樣個子（總長）高些。
（二）應(yīng)變測量
在常規(guī)拉伸試驗中，應(yīng)變測量設(shè)備一般有機械接觸式引伸計、激光引伸計、光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng)等。既能用于準(zhǔn)靜態(tài)拉伸測試又能用于高速拉伸測試，當(dāng)屬激光引伸計和光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng)。論測量信息的豐富度，似乎光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng)又要勝一籌。為了獲得應(yīng)變速率0.001/s 至1000/s區(qū)間可靠的應(yīng)力-應(yīng)變曲線的一方-應(yīng)變,暫且選用光學(xué)應(yīng)變測量系統(tǒng)作為應(yīng)變的測量設(shè)備。
展開 GTN損傷模型介紹及案例演示
，所有參數(shù)保持相同，區(qū)別在于NH-GTN，和zhou-GTN模型包含剪切修正項
初始拉伸試樣（拉伸變形30%，材料對應(yīng)為DP600鋼）
Vumat左側(cè)，Vuhard+abqus右側(cè)，對應(yīng)結(jié)果如下（結(jié)果幾乎一致）
拉伸試樣斷裂時應(yīng)力：
拉伸試樣應(yīng)力應(yīng)變曲線
修正的NH-GTN 模型模擬二維平面應(yīng)變拉伸以及剪切模型效果（在VUMAT中實現(xiàn)）
平面應(yīng)變拉伸試樣斷裂時應(yīng)力：
3D剪切試樣平整端口形貌：
修正的zhou-GTN 模型模擬二維平面應(yīng)變拉伸以及剪切模型效果（在VUMAT中實現(xiàn)）
平面應(yīng)變拉伸試樣斷裂時應(yīng)力：
3D剪切試樣平整端口形貌：
如果文章推薦對你有幫助，歡迎點贊轉(zhuǎn)發(fā)和打賞！！！
展開 
沖壓覆蓋件屈服紋缺陷的微觀分析
圖2 屈服紋缺陷處的三維形貌
圖3 正常表面處的三維形貌
圖4 樣條1 的拉伸曲線
圖5 樣條2 的拉伸曲線
圖6 拉伸試樣斷口照片(1000×)
圖7 拉伸試樣斷口照片(2000×)
案例結(jié)論
(1)冷軋帶鋼在沖壓成形后，帶有屈服紋的區(qū)域表面要低于正常表面。
(2)帶有屈服紋的零件的拉伸力學(xué)性能均高于正常件，且其斷口韌窩有一定的剪切變形特征。
作者簡介
博士，主要從事汽車用高強鋼成形及顯微組織研究，主持完成寶武集團青山基地汽車用鋼常見缺陷分析圖譜，曾獲得湖北省創(chuàng)新方法大賽一等獎，擁有3 項專利。
彭周
——來源：《鍛造與沖壓》2020年第24期
展開 汽車碰撞仿真中的GISSMO材料卡片及設(shè)置方法
試樣準(zhǔn)備：準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)?em>試樣，并確保它們代表了實際應(yīng)用中可能遇到的應(yīng)力狀態(tài)和加載條件，通常包括單軸拉伸試樣，中心孔拉伸試樣，缺口拉伸試樣，0度剪切試樣等。
3. 實驗：進行相應(yīng)的實驗并記錄下實驗數(shù)據(jù)，比如載荷-位移曲線。
4. 數(shù)據(jù)分析：對實驗數(shù)據(jù)進行分析，包括計算應(yīng)力-應(yīng)變曲線等。
5. 參數(shù)標(biāo)定：對模型參數(shù)進行標(biāo)定，可以采用 LS-OPT中的參數(shù)反求法得到Gissmo失效模型中的各個參數(shù)值，參數(shù)反求流程如圖3所示。
6. 驗證和調(diào)整：使用標(biāo)定后的模型對其他試樣進行預(yù)測，并與實際觀測結(jié)果進行比較。
圖3 Gissmo失效模型參數(shù)反求流程圖
除了汽車工業(yè)，Gissmo失效模型還可以應(yīng)用于許多其他領(lǐng)域，例如：
1. 腐蝕環(huán)境中金屬材料的失效行為預(yù)測；
2. 高強度淬火硼鋼在成形過程中的延性破壞特性描述；
3. 軌道交通行業(yè)的車輛被動安全設(shè)計；
4. 航空、電子和普通家用產(chǎn)品等領(lǐng)域的聚合物零件在動態(tài)條件下的機械行為預(yù)測；
5. 自沖鉚過程鋁板斷裂行為的預(yù)測。
LS-Dyna采用*MAT_ADD_EROSION來設(shè)置GISSMO失效模型 ，如圖4所示。
圖4 Gissmo卡片設(shè)置示例
幾個關(guān)鍵字段設(shè)置方法如下：
IDAMG：應(yīng)設(shè)置為1以激活Gissmo模型
DMGTYP：應(yīng)設(shè)置為1，計算累計損傷值D，當(dāng)D≥Dcrit時修正本構(gòu)曲線，當(dāng)D=1時材料失效。如果設(shè)置為0，僅計算累計損傷值，不修正本構(gòu)曲線，材料不失效。
LCSDG：材料η-εf曲線的ID號。
ECRIT：本構(gòu)曲線上應(yīng)力開始下降位置的等效塑性應(yīng)變。
展開 abaqus分析熱軋橢圓空心型鋼的抗壓強度（一）
沒有測量殘余應(yīng)力數(shù)據(jù)，但在從橢圓形試件加工材料拉伸試樣時觀察到的可忽略不計的變形表明殘余應(yīng)力很低。因此，殘余應(yīng)力未納入本研究中的數(shù)值模型。真實應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系是從拉伸試樣試驗獲得的工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線生成的，材料非線性通過分段線性應(yīng)力-應(yīng)變模型納入數(shù)值模型，以模擬應(yīng)變硬化區(qū)域。對固定端模型施加了邊界條件，這是通過限制短柱底部的所有位移和旋轉(zhuǎn)以及短柱受力端除垂直位移以外的所有自由度來實現(xiàn)的；在整個分析過程中，都對垂直位移進行了監(jiān)測。采用改進的 Riks 方法 [9] 來求解幾何和材料非線性短柱模型，從而可以追蹤卸載行為。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202411/cd7b665ff6c3ca9b71ab23e4e9aef157.png"></p><p>圖 16 顯示了 EHS 150 × 75 × 4-SC2 的數(shù)值失效模式，并與相應(yīng)的變形試件進行了比較。表 4 列出了數(shù)值模擬的結(jié)果，其中顯示了不同缺陷水平下 FE 極限荷載與實驗極限荷載之間的比率，并進行了比較。試驗結(jié)果的復(fù)制令人滿意，數(shù)值模型能夠成功捕捉觀察到的剛度、極限荷載、一般荷載端部縮短響應(yīng)和失效模式。圖 17 和 18 分別顯示了 EHS 150 × 75 × 4-SC2 和 EHS 150×75×5-SC1 的測試結(jié)果與 FE 結(jié)果之間的比較。無論缺陷幅度如何，數(shù)值模型始終低估了三個截面尺寸為 300 × 150 × 8.0 的短柱的極限荷載。這種低估的可能解釋包括橫截面周圍和短柱長度上的材料厚度變化以及材料屈服強度的變化（橫截面周圍或拉伸和壓縮性能之間）。
展開 基于ABAQUS的反射式霍普金森拉桿SHTB仿真（附.cae.inp） ￥15
1.1.SHTB原理
反射式霍普金森拉桿SHTB（仿真）結(jié)構(gòu)
反射式SHTB結(jié)構(gòu)基于SHPB改造而來，除具備常規(guī)SHPB結(jié)構(gòu)的撞擊桿、入射桿，還需要在拉伸試樣外圍加上與入射桿、透射桿相配合的承壓環(huán)。并且反射式SHTB的入射桿、透射桿與常規(guī)SHPB位置相反。開始撞擊桿以一定速度撞擊透射桿，在透射桿形成一個傳播的壓縮載荷脈沖，壓縮波從透射桿主要通經(jīng)過承壓環(huán)傳遞到入射桿，并在入射桿自由端反射形成拉伸波，此拉伸波為試樣的拉伸加載脈沖。拉伸加載脈沖對試樣進行拉伸加載，承壓環(huán)不承受拉力，拉伸脈沖一部分進入透射桿形成透射波，一部分反射回入射桿形成反射波。試樣與入射桿、透射桿通過連接結(jié)構(gòu)固定，連接方式有螺紋連接以及卡具連接等方式。
由于承壓環(huán)受到壓縮變形，部分壓縮波會進入試樣引起試樣的壓縮變形。因此需要對承壓環(huán)進行設(shè)計，使其承受壓縮波的主要部分，使試樣幾乎不變形或者只發(fā)生彈性變形。承壓環(huán)與試樣直徑尺寸確定：
根據(jù)經(jīng)驗，承壓環(huán)橫截面積需大于試樣的橫截面積10倍以上：
1.2 仿真模型
反射式霍普金森拉桿SHTB仿真模型
根據(jù)試樣形狀及連接方式、加載方式設(shè)置4個作業(yè)模型：
仿真模型各部尺寸和參數(shù)如下：
兩種試樣尺寸
兩種試樣尺寸如圖，柱狀試樣尺寸為D=8，d=5，H=10，h=10；其配套的承壓環(huán)內(nèi)徑6mm，有效長度8.6mm，仿真中使用tie約束等效螺紋結(jié)構(gòu)。片狀試樣D=15，d=5，H=14，h=10，厚度2mm；承壓環(huán)內(nèi)徑6mm，有效長度2mm。
展開 