雙軸的案例
橡膠等雙軸拉伸測(cè)試技術(shù)的演進(jìn)：為何更大的應(yīng)變范圍對(duì)仿真精度至關(guān)重要
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基于PFC2D的松砂和密砂的雙軸壓縮試驗(yàn)?zāi)M ￥14.9
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限時(shí)免費(fèi)：本算例的講解完整版本及命令流見(jiàn)以下鏈接：
https://mp.weixin.qq.com/s/Ru_D1TUaYycmA5z7jgMQOQ
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松砂和密實(shí)砂在雙軸壓縮過(guò)程中的力學(xué)行為有所不同。
在PFC2D中，采用球顆粒模擬砂粒，視砂粒之間的不存在內(nèi)聚力作用，砂粒之間的接觸采用線性接觸模擬，分別生成松散和密實(shí)的模型，進(jìn)行雙軸壓縮試驗(yàn)，對(duì)比了其力學(xué)行為的差異。
為了獲得松散的試樣，球-球接觸使用的摩擦系數(shù)為0.3。在整個(gè)模擬過(guò)程中（樣本制備，各向同性壓實(shí)，雙軸壓縮），該值將保持不變。壁摩擦力設(shè)置為零，這樣在球面接觸中不會(huì)產(chǎn)生剪切力。無(wú)摩擦壁的使用減少了制備和壓縮階段的邊界效應(yīng)。
為了制備致密的樣品，將球形接觸時(shí)的摩擦力初始設(shè)置為零。在準(zhǔn)備階段和壓實(shí)階段之后，但在雙軸壓縮之前，將球形接觸的摩擦系數(shù)設(shè)置為0.3。
雙軸試驗(yàn)分兩個(gè)階段進(jìn)行：固結(jié)階段和雙軸壓縮階段。在各向同性固結(jié)階段，通過(guò)使用墻體的伺服功能，使試樣在規(guī)定的圍壓下達(dá)到平衡。之后在恒定側(cè)向應(yīng)力下進(jìn)行垂直方向的壓縮模擬。
最終的松砂模型和密砂模型的計(jì)算結(jié)果對(duì)比如下：
松砂和密砂試樣的豎向應(yīng)力應(yīng)變曲線如下，可看出，隨著豎向應(yīng)變的增長(zhǎng)，松砂試樣的應(yīng)力持續(xù)增長(zhǎng)，而密砂試樣隨著豎向應(yīng)變的增長(zhǎng)，豎向應(yīng)力先快速增長(zhǎng)后逐漸衰減，出現(xiàn)了明顯的波峰。
松砂試樣和密砂試樣的體應(yīng)變隨豎向應(yīng)變的對(duì)比結(jié)果如下圖所示，在雙軸壓縮過(guò)程中，松砂試樣體積持續(xù)減小，而密砂試樣在加載初期歷經(jīng)一個(gè)體積縮小過(guò)程后逐漸轉(zhuǎn)化為體積膨脹。
主要建模過(guò)程及代碼展示如下：
展開(kāi) PFC巖石雙軸參數(shù)標(biāo)定結(jié)果
雙軸試驗(yàn)結(jié)果圖——塊體
這里使用我之前帖子里面講的雙軸試驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定。
需要注意的是，不同成樣方式帶來(lái)的結(jié)果不盡相同，所以很多人用別人參數(shù)算自己模型發(fā)現(xiàn)結(jié)果不太對(duì)。因?yàn)榧?jí)配、成樣方式有區(qū)別。比如我這里預(yù)壓是1e7，如果你預(yù)壓是1e6，那我的參數(shù)用到你那里就不太行了。
常規(guī)巖石的三軸試驗(yàn)結(jié)果為
我這里只是標(biāo)定強(qiáng)度參數(shù)，沒(méi)有研究變形。
強(qiáng)度參數(shù)有四個(gè) fric是顆粒摩擦系數(shù)，pb_ten是膠結(jié)抗拉強(qiáng)度，pb_coh是膠結(jié)粘聚力，pb_fa是膠結(jié)內(nèi)摩擦角。
以上灰色區(qū)域是形成的強(qiáng)度包線，類(lèi)似于摩爾庫(kù)倫法則，多了一個(gè)抗拉強(qiáng)度。
很多朋友標(biāo)定的時(shí)候發(fā)現(xiàn)內(nèi)摩擦角過(guò)小，可以打開(kāi)破壞模式看看，大部分都是拉壞，而剪壞才能體現(xiàn)球應(yīng)力對(duì)強(qiáng)度的影響。所以一般來(lái)說(shuō)膠結(jié)抗拉強(qiáng)度要大于膠結(jié)摩擦角。
我這里就采用5MPa和10MPa兩個(gè)圍壓來(lái)標(biāo)定，我自己也寫(xiě)了一個(gè)程序去計(jì)算內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力，在之前雙軸算例里面分享過(guò)了，這里就不加了，自己用excel也可以進(jìn)行計(jì)算。
下面給出雙軸試驗(yàn)結(jié)果：
結(jié)果1——應(yīng)力應(yīng)變曲線
結(jié)果2——位移場(chǎng)
結(jié)果3——力鏈圖
結(jié)果4——裂紋數(shù)目變化
這里給出我所做的幾個(gè)雙軸試驗(yàn)標(biāo)定的參數(shù)。
可以看到前幾個(gè)內(nèi)摩擦角比較小，當(dāng)我提高pb_fa和pb_ten后，整個(gè)的一個(gè)強(qiáng)度基本上和巖石差不多了。
后面可能會(huì)開(kāi)個(gè)帖子和大家仔細(xì)講一下模型。這里主要是給出一些參數(shù)跟大家分享，也省去了大家去做參數(shù)標(biāo)定的時(shí)間。
展開(kāi) 雙軸晶體的圓錐折射
摘要
當(dāng)圓偏振光沿著雙軸晶體的一個(gè)光軸傳播時(shí)，透射光場(chǎng)演化為圓錐體，這種現(xiàn)象稱(chēng)為圓錐折射。已經(jīng)基于這種效應(yīng)開(kāi)發(fā)了多種應(yīng)用，例如貝塞爾光束的生成和光鑷。這個(gè)用例借助VirtualLabFusion中的快速物理光學(xué)模擬技術(shù)，演示了KGd晶體的錐形折射。
建模任務(wù)
系統(tǒng)構(gòu)建塊-源代碼
系統(tǒng)構(gòu)建塊–雙軸KGd晶體
模擬結(jié)果
摘要-組件
VirtualLab Fusion的工作流程
設(shè)置輸入場(chǎng)
-基本源模型[教程視頻]
使用曲面構(gòu)造真實(shí)組件
設(shè)置雙軸晶體
虛擬實(shí)驗(yàn)室融合中的光學(xué)各向異性介質(zhì)[使用用例]
定義零部件的位置和方向
LPD II：位置和方向[教程視頻]
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
展開(kāi) 
雙軸晶體中錐形折射的建模與應(yīng)用
看看下面的例子，我們首先演示了使用圓偏振輸入光束的圓錐折射的基本原理，然后分析了在分離臂中有兩個(gè)雙軸晶體的偏振探測(cè)儀的設(shè)計(jì)。
雙軸晶體中的錐形折射
證明了KGd晶體中的圓錐形折射。
錐形折射作為偏振測(cè)量工具的模擬
這個(gè)用例演示了錐形折射應(yīng)用于偏振測(cè)量工具。
錐形折射是由光學(xué)各向異性引起的眾所周知的現(xiàn)象。當(dāng)聚焦光束沿其光軸通過(guò)雙軸晶體傳播時(shí)，就會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象：透射場(chǎng)演化為一個(gè)高度依賴(lài)于輸入光束偏振狀態(tài)的錐體。基于這一現(xiàn)象已經(jīng)發(fā)展了多項(xiàng)應(yīng)用；用它作為偏振測(cè)量的基礎(chǔ)是最有趣的方法之一。
雙軸晶體的圓錐折射
摘要
當(dāng)圓偏振光沿著雙軸晶體的一個(gè)光軸傳播時(shí)，透射光場(chǎng)演化為圓錐體，這種現(xiàn)象稱(chēng)為圓錐折射。已經(jīng)基于這種效應(yīng)開(kāi)發(fā)了多種應(yīng)用，例如貝塞爾光束的生成和光鑷。這個(gè)用例借助VirtualLabFusion中的快速物理光學(xué)模擬技術(shù)，演示了KGd晶體的錐形折射。
建模任務(wù)
系統(tǒng)構(gòu)建塊-源代碼
系統(tǒng)構(gòu)建塊–雙軸KGd晶體
模擬結(jié)果
摘要-組件
VirtualLab Fusion的工作流程
設(shè)置輸入場(chǎng)
- 基本源模型[教程視頻]
使用曲面構(gòu)造真實(shí)組件
設(shè)置雙軸晶體
虛擬實(shí)驗(yàn)室融合中的光學(xué)各向異性介質(zhì)[使用用例]
定義零部件的位置和方向
LPD II：位置和方向[教程視頻]
VirtualLab Fusion技術(shù)
文件信息
展開(kāi) 歐洲導(dǎo)彈集團(tuán)--MBDA雙軸振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)架
這些試驗(yàn)的目的是在一個(gè)雙軸振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)架上盡可能逼真地復(fù)現(xiàn)試件飛行時(shí)的載荷并進(jìn)行檢測(cè)。其使用m+p VibControl的RoadLoad模塊調(diào)諧兩臺(tái)10 kN振動(dòng)臺(tái)，復(fù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的時(shí)域信號(hào)。
樣品以類(lèi)似懸掛在機(jī)翼下方的方式固定在振動(dòng)臺(tái)上并通過(guò)兩個(gè)張緊帶進(jìn)一步固定（如圖1所示）。一個(gè)ICP型三向加速度計(jì)被安裝在試件中間，其中Z向用作控制。將另外的用于獲取其他時(shí)間信號(hào)的加速度傳感器分散安裝在試件上。在試驗(yàn)的第一階段，使用一個(gè)具有16個(gè)模擬輸入通道，4個(gè)輸出通道的m+p VibRunner和m+p VibControl軟件多軸隨機(jī)試驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行優(yōu)化。
圖1 雙軸試驗(yàn)臺(tái)架
圖2 系統(tǒng)演示
首次試驗(yàn)在位于意大利都靈的Texa公司進(jìn)行，該公司為Bayern-Chemie搭建并測(cè)試了這個(gè)雙軸試驗(yàn)臺(tái)架，試驗(yàn)效果令人十分滿(mǎn)意。
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展開(kāi) 雙軸晶體中的錐形折射
摘要
當(dāng)圓偏振光沿著雙軸晶體的一個(gè)光軸傳播時(shí)，透射光場(chǎng)形成一個(gè)錐體，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為錐形折射。基于這種效應(yīng)已經(jīng)發(fā)展了一些應(yīng)用，如產(chǎn)生貝塞爾光束和光鑷。利用VirtualLab Fusion中的快速物理光學(xué)仿真技術(shù)，演示了KGd晶體中的錐形折射。
建模任務(wù)
參數(shù)來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
系統(tǒng)建立模塊-光源
系統(tǒng)建立模塊-雙軸KGd晶體
參數(shù)來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
系統(tǒng)建立模塊-自動(dòng)探測(cè)器定位
在錐形折射中，在輸出處發(fā)生橫向偏移。因此，我們使用參數(shù)耦合方法將探測(cè)器的位移與晶體參數(shù)（晶體厚度和主折射率）聯(lián)系起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位。該數(shù)學(xué)公式的表達(dá)式可以在參考文獻(xiàn)中找到。
公式來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
仿真結(jié)果
VirtualLab Fusion 技術(shù)
文檔信息
展開(kāi) VirtualLab：雙軸晶體中的錐形折射
摘要
當(dāng)圓偏振光沿著雙軸晶體的一個(gè)光軸傳播時(shí)，透射光場(chǎng)形成一個(gè)錐體，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為錐形折射。基于這種效應(yīng)已經(jīng)發(fā)展了一些應(yīng)用，如產(chǎn)生貝塞爾光束和光鑷。利用VirtualLab Fusion中的快速物理光學(xué)仿真技術(shù)，演示了KGd晶體中的錐形折射。
建模任務(wù)
參數(shù)來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
系統(tǒng)建立模塊-光源
系統(tǒng)建立模塊-雙軸KGd晶體
參數(shù)來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
系統(tǒng)建立模塊-自動(dòng)探測(cè)器定位
在錐形折射中，在輸出處發(fā)生橫向偏移。因此，我們使用參數(shù)耦合方法將探測(cè)器的位移與晶體參數(shù)（晶體厚度和主折射率）聯(lián)系起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位。該數(shù)學(xué)公式的表達(dá)式可以在參考文獻(xiàn)中找到。
公式來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
仿真結(jié)果
VirtualLab Fusion 技術(shù)
文檔信息
拓展閱讀
- VirtualLab Fusion中的光學(xué)各項(xiàng)異性介質(zhì)
- 單軸晶體中的偏振轉(zhuǎn)換
- 各向異性方解石晶體中的雙折射效應(yīng)
展開(kāi) VirtualLab：雙軸晶體中的錐形折射
摘要
當(dāng)圓偏振光沿著雙軸晶體的一個(gè)光軸傳播時(shí)，透射光場(chǎng)形成一個(gè)錐體，這種現(xiàn)象被稱(chēng)為錐形折射。基于這種效應(yīng)已經(jīng)發(fā)展了一些應(yīng)用，如產(chǎn)生貝塞爾光束和光鑷。利用VirtualLab Fusion中的快速物理光學(xué)仿真技術(shù)，演示了KGd晶體中的錐形折射。
建模任務(wù)
參數(shù)來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
系統(tǒng)建立模塊-光源
系統(tǒng)建立模塊-雙軸KGd晶體
參數(shù)來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
系統(tǒng)建立模塊-自動(dòng)探測(cè)器定位
在錐形折射中，在輸出處發(fā)生橫向偏移。因此，我們使用參數(shù)耦合方法將探測(cè)器的位移與晶體參數(shù)（晶體厚度和主折射率）聯(lián)系起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位。該數(shù)學(xué)公式的表達(dá)式可以在參考文獻(xiàn)中找到。
公式來(lái)自C. F. Phelan et al., Opt. Express 17, 12891-12899 (2009)
仿真結(jié)果
VirtualLab Fusion 技術(shù)
文檔信息
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- VirtualLab Fusion中的光學(xué)各項(xiàng)異性介質(zhì)
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展開(kāi) 用MSC.Patran快速建立雙軸柔性鉸鏈六面體有限元模型
用MSC.Patran快速建立雙軸柔性鉸鏈六面體有限元模型
PFC模擬循環(huán)不排水雙軸 ￥50
下面講一下實(shí)現(xiàn)不排水循環(huán)雙軸的實(shí)現(xiàn)思路。
首先，不排水采用的方法為體積不變法。
dx=(-A/y^2)*dy
用這個(gè)可以根據(jù)豎向速度計(jì)算橫向速度，速度的方向如下圖。
如下圖為計(jì)算過(guò)程中面積的變化，有少許變化，但是這個(gè)量級(jí)可以看一下，很小。
如下圖為計(jì)算過(guò)程中的應(yīng)力路徑變化。
這里已經(jīng)算了一天了，基本上可以看出比較經(jīng)典的滯回圈和液化現(xiàn)象。當(dāng)p為0基本上可以認(rèn)為是液化。
應(yīng)力應(yīng)變曲線也是比較經(jīng)典的。這個(gè)可以自行和砂土實(shí)驗(yàn)對(duì)比一下。
這里記錄了墻上力的變化，可以根據(jù)正應(yīng)力的損失去計(jì)算靜水壓力。
注意：此處循環(huán)實(shí)現(xiàn)用的是勻速加載，監(jiān)測(cè)應(yīng)力到達(dá)一定值后反向。
PFC砂土柔性雙軸
前言：
柔性雙軸和三軸的代碼一年半以前就已經(jīng)寫(xiě)好框架了，但有一些Bug，一直沒(méi)有時(shí)間去整理。最近計(jì)算力有點(diǎn)空閑，剛好今天有點(diǎn)酒意，將柔性雙軸的代碼先整理了一下，基本上土的力學(xué)特性是可以反應(yīng)了，剩下的就靠各位去繼續(xù)完善了。
首先我們得搞清楚為什么要做柔性雙軸或者三軸。真三軸其實(shí)是更加符合土單元概念的力學(xué)試驗(yàn)，但是在現(xiàn)實(shí)中真三軸的難度可以說(shuō)是假三軸的百倍以上。這就導(dǎo)致了目前很多土力學(xué)實(shí)驗(yàn)都是假三軸。而我們做參數(shù)標(biāo)定，是需要做和現(xiàn)實(shí)一致的單元實(shí)驗(yàn)，調(diào)整微觀參數(shù)使其宏觀特性一致的，所以數(shù)值模擬中做假三軸比真三軸更好。
數(shù)值模擬是在還原現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上去研究更多力學(xué)特性，所以第一步還原現(xiàn)實(shí)我們需要首先做到位。
展開(kāi) 基于PFC的雙軸加載卸載試估算材料彈性參數(shù) ￥14.9
雙軸加卸載試驗(yàn)分兩個(gè)階段進(jìn)行：固結(jié)階段和加卸載階段。在各向同性固結(jié)階段，通過(guò)對(duì)邊界墻體施加伺服功能，使試樣在規(guī)定的圍壓下達(dá)到平衡，然后在恒定側(cè)向應(yīng)力下進(jìn)行垂直方向的加載及卸載。
下圖為致密試樣的軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變的關(guān)系圖。
下圖為試樣的體積應(yīng)變與軸向應(yīng)變的關(guān)系圖，
則試樣的楊氏模量計(jì)算如下：（軸向應(yīng)力與軸向應(yīng)變之比）
泊松比為（側(cè)向應(yīng)變與軸向應(yīng)變之比）:
試樣的剪切模量為：
主要的建模過(guò)程及代碼展示如下：
轉(zhuǎn)讓協(xié)易金豐沖床60T80T110T雙軸110T 160T
轉(zhuǎn)讓協(xié)易金豐沖床60T80T110T雙軸110T 160T，設(shè)備在東莞工廠，聯(lián)系電話18576627628黃'S
