ABAQUS彈性變形的案例
abaqus_超彈性橡膠圓盤的Mullins效應(yīng)和永久變形
結(jié)果及討論
下圖是該單元的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗數(shù)據(jù)的對比，其中分別是超彈性試驗數(shù)據(jù)、0.099/0.26/0.51應(yīng)力水平的變形循環(huán)數(shù)據(jù)、單元應(yīng)力-應(yīng)變曲線。在.dat文件中得到Y(jié)eoh超彈性模型的參數(shù)C
10
=191.32，C
20
=4.94，C
30
=0.53，并使用微小的可壓縮參數(shù)D
1
=5E-6(顯式分析中為5E-5)。在后續(xù)計算中，超彈性通過輸入以上參數(shù)實現(xiàn)，但Mullins效應(yīng)屬性和永久變形屬性則直接通過輸入試驗數(shù)據(jù)實現(xiàn)。因為在計算過程中，Abaqus會自動進行材料數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換?？梢钥闯鲈谥付ǖ膽?yīng)力水平下，分析得到的卸載/加載循環(huán)是單一曲線，這與試驗數(shù)據(jù)不同。這是因為試驗過程中材料是漸進損傷的。
下圖是Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit分析的圓盤靜態(tài)反力-位移和損傷-時間歷程數(shù)
據(jù)。圖中包括兩個變形周期。
在第一個周期中，由于Mullins效應(yīng)損傷，卸載響應(yīng)比加載響應(yīng)更軟。在第二個周期中，未
超過0.15 in位移的響應(yīng)與第一個周期的卸載過程相同。超過這一點，響應(yīng)是第一個周期加載段的外延。
在第一個周期的加載過程中，隨著變形引起損傷的增加，能量耗散也增加。在第一個周期的卸載過程中和第二個周期的加載過程中，位移達到0.15 in之前，損傷都不會增加，能量耗散也不會增加。當位移超過0.15 in之后，損傷進一步增加，能量耗散也進一步增加。在最后的卸載過程中，能量損耗保持不變。
雖然Abaqus/Standard和Abaqus/Explicit仿真的位移-時間歷程不同，但總位移是相同的。
展開 線接觸彈性變形計算
最近做了個案例，具體描述參考《彈性流體動壓潤滑數(shù)值計算方法》，黃平著。以下為一個算例的matlab實現(xiàn)方法，與大家交流。
內(nèi)容：給定一個圓柱線接觸曲線h=x^2/2,接觸區(qū)壓力分布為拋物線，pi=ph*sqrt(1-xi^2),計算其彈性變形。
主程序：
clear
clc
N=200;
X1=1.4;
X0=-4.0;
DX=(X1-X0)/(N-1.0);
X(1:N)=0;
H0(1:N)=0;
H(1:N)=0;
P(1:N)=0;
for I=1:N
X(I)=-4.0+(I-1)*DX;
H0(I)=0.5*X(I)^2;
H(I)=H0(I);
if X(I)>=-1 && X(I)<=1
P(I)=sqrt(1-X(I)^2);
end
end
global AK
AK=SUBAK(N);
V=elastic_deformation(N,DX,P,0);
for I=1:N
H(I)=H(I)+V(I);
end
figure(1) %% 圖片
plot(X,V,'-','LineWidth',1.5,'Color',[0 1 1])
hold on
plot(X,P,'-.'
展開 點接觸彈性變形數(shù)值計算
contact_deformation.m
main.m
S.m
SUBAK.m
untitled.jpg
最近又做了個案例，是關(guān)于點接觸彈性變形數(shù)值計算，具體描述參考《彈性流體動壓潤滑數(shù)值計算方法》P23-29，黃平著。以下為一個算例的matlab實現(xiàn)方法(原書為FORTRAN語言)，與大家交流，請大家多提意見。
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05-橢圓接觸彈性變形Fortran和MATLAB程序，程序請見下文附件及百度網(wǎng)盤鏈接
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<p><span style="color: rgb(24, 25, 28);">03-線接觸彈性變形Fortran和MATLAB程序，程序請見下文附件及百度網(wǎng)盤鏈接</span></p><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-center"><jsk id="C_Play608ae0c3c70271f0be504531958d0102" videoid="608ae0c3c70271f0be504531958d0102" duration="16秒"><img src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"></jsk></div><p class="ql-align-center"><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202511/attachment/14991c8788664884bc0328fd5f81e840.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/14991c8788664884bc0328fd5f81e840.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202511/attachment/14991c8788664884bc0328fd5f81e840
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NX 超彈性材料的大變形非線性分析
NX 高級非線性分析
NX高級非線性集成了強大的非線性解算器ADINA，能夠處理大量具有挑戰(zhàn)性的非線性仿真，這些仿真涉及面對面接觸、大變形、大應(yīng)變和非線性材料。可使用的材料模型有：彈性各向同性、彈性正交、復(fù)合、密封材料、彈塑性、超彈性、溫度依賴、非線性彈性和彈性蠕變。解決方案功能包括：靜態(tài)解決方案、動態(tài)解決方案、蠕變分析、負荷位移控制、自動時間步長。曲面接觸功能包括：單面和雙面、自接觸、全接觸、摩擦模型、偏移、剛性和柔性接觸曲面。包括了隱式解算器解決方案（SOL 601）和顯式解算器解決方案（SOL 701）。
本例使用解算序列：601，106
下壓500mm，以下是結(jié)果動畫。
該題目保證收斂性應(yīng)注意：網(wǎng)格劃分控制，可適當進行切分，材料參數(shù)中的屈曲模量需根據(jù)理論手冊中的計算設(shè)置。可能產(chǎn)生接觸的位置都定義接觸對（注意自接觸）。接觸穿深的設(shè)置會直接影響變形形狀和收斂性。
豎向剛度曲線：
展開 五金沖壓件彎曲變形包括什么，彈性回跳又是怎么回事？
常溫下的彎曲變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。當彎曲結(jié)束，外力去除后，塑性變形留存下來，而彈性變形則完全消失。彎曲變形區(qū)外側(cè)因彈性恢復(fù)而縮短，內(nèi)側(cè)因彈性恢復(fù)而伸長，從而產(chǎn)生了彎曲五金沖壓件的彎曲角度與彎曲半徑和模具相應(yīng)尺寸不一致的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象稱為彎曲件的彈性回跳（簡稱回彈），回彈是彎曲成形時常見的現(xiàn)象;
彎曲五金沖壓件的回彈現(xiàn)象通常表現(xiàn)為以下兩種形式：①彎曲半徑增大。②彎曲角度改變。
影響回彈的主要因素。
①材料的力學性能。
材料的屈服點越高，彈性模量越小，彎曲彈性回跳越大。在彎曲變形程度相等的情況下，卸載后兩種材料的回彈量卻不一樣,在彎曲變形程度相同的條件下，卸載后的回彈量則不同，經(jīng)冷作硬化而屈服極限較高的軟鋼的回彈大于屈服極限較低的退火軟鋼。
②相對彎曲半徑r/t。
相對彎曲半徑r/t越大，板料的彎曲變形程度越小，在板料中性層兩側(cè)的純彈性變形區(qū)增加越多，塑性變形區(qū)中的彈性變形所占的比例同時也增大。因此，相對彎曲半徑r/t越大，則回彈也越大。
③彎曲中心角α。
彎曲中心角α越大，表明變形區(qū)的長度越長，因此，回彈的積累值越大，其回彈角越大；但其對彎曲半徑的回彈影響不大。
④彎曲方式及彎曲模。
板料彎曲方式有自由彎曲和校正彎曲。在無底的凹模中自由彎曲時，回彈大；在有底的凹模內(nèi)做校正彎曲時，回彈值小。原因是：校正彎曲力較大，可改變彎曲件變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)，增加圓角處的塑性變形程度。
⑤彎曲五金沖壓件形狀。
工件的形狀越復(fù)雜，一次彎曲所成形的角度數(shù)量越多，各部分的回彈值相互牽制以及彎曲件表面與模具表面之間的摩擦影響，改變了彎曲件各部分的應(yīng)力狀態(tài)（一般可以增大彎曲變形區(qū)的拉應(yīng)力），使回彈困難，因而回彈角減小。如Π形件的回彈值比U形件小，U形件的回彈值又比V形件小。
⑥模具間隙。
展開 大變形彈性密封在沖擊壓力下的瞬間泄露分析
密封失效瞬間的變化
沖擊壓力演化動畫：
shock.gif
COMSOL模擬堵塞血管支架流動、堵塞血管超彈性動脈壁支架擴張過程、擴張變形動脈壁的血液流動。 ￥224
本案例為COMSOL模擬堵塞血管支架流動、堵塞血管超彈性動脈壁支架擴張過程、擴張變形動脈壁的血液流動。
主要對支架擴張前后，血液流動分析，針對擴張前進行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴張后血管的流固耦合分析，收費內(nèi)容包含四個文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴張過程模擬文件、對擴張后的模型進行導(dǎo)出并重新劃分網(wǎng)格并對其血液流動進行模擬，三個仿真模擬文件（包含結(jié)果）和PPT。
注：本案例和另一視頻課程內(nèi)容一樣。
圖一付費案列
圖二 支架擴張后的血液流動分析
圖三 支架擴張前的血液流動分析
圖四 支架擴張及血管壁變形情況
編輯
圖五 支架及血管網(wǎng)格劃分
展開 2021年第一期《Science》：將金剛石拉伸到極大均勻彈性變形！
通常，金剛石被認為是不可彎曲的，但薄的樣品實際上可以有彈性變形。
近日，來自香港城市大學Alice Hu和陸洋、哈爾濱工業(yè)大學朱嘉琦、麻省理工李巨等研究者，以~100納米寬度制備了長度~1微米的單晶金剛石橋結(jié)構(gòu)，并在室溫下沿[100]、[101]和[111]方向單軸拉伸載荷下獲得了樣品寬的均勻彈性應(yīng)變。相關(guān)論文以題為“Achieving large uniform tensile elasticity in microfabricated diamond”于2021年元月1日發(fā)表在國際頂級期刊Science上。
論文鏈接：
https://science.sciencemag.org/content/371/6524/76
金剛石，因其超高的導(dǎo)熱性、介電擊穿強度、載流子遷移率和超寬的帶隙，而成為電子和光子材料的珠穆朗瑪峰。實現(xiàn)金剛石基電子和光電器件的一個嚴重障礙是，其大禁帶及其晶體結(jié)構(gòu)所帶來的摻雜挑戰(zhàn)。一個可能的解決方案是應(yīng)用彈性晶格應(yīng)變，它可以從根本上改變材料的性質(zhì)。最近，通過彎曲納米金剛石針，證明了超大彈性變形。局部拉伸彈性應(yīng)變，在幾十納米范圍內(nèi)達到9%以上，強度接近金剛石的理論極限。這一發(fā)現(xiàn)表明，深度彈性應(yīng)變工程(ESE)，可能會從根本上改變金剛石的物理性能，即在金剛石中誘導(dǎo)非常高的(>5%)拉伸和/或剪切彈性應(yīng)變。
然而，人們需要在足夠大的容量中精確控制，以充分利用深度ESE在工業(yè)上非常大規(guī)模的集成。以往對金剛石的應(yīng)變嘗試，往往受到彎曲使應(yīng)變在小樣本體積內(nèi)的限制，導(dǎo)致應(yīng)變分布不均勻。這些樣品很難控制，產(chǎn)生的高應(yīng)變場高度局域化。大的均勻彈性應(yīng)變，通常是器件陣列的深層ESE的理想初始狀態(tài)。
展開 
07-通過多重積分法求解點接觸彈性變形Fortran和MATLAB程序 ￥19.89
07-通過多重積分法求解點接觸彈性變形Fortran和MATLAB程序，程序請見下文附件及百度網(wǎng)盤鏈接
06-通過多重積分法求解線接觸彈性變形Fortran和MATLAB程序 ￥19.89
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小變形下的非線性彈性行為和其 UMAT實現(xiàn)——簡單的鄧肯張模型 ￥4.9
文檔介紹了非線性彈性行為的背景，鄧肯張模型的由來，和UMAT實現(xiàn)的代碼，展示如下：
基于ABAQUS超彈性材料橡膠襯套的剛度計算 附基于Abaqus的橡膠和粘彈性建模下載
橡膠材料作為一種具有可逆形變的高彈性、高分子聚合物材料，基于其在彈性特性方面所具有的超彈性與粘彈性一直被廣泛應(yīng)用于各個工程領(lǐng)域的減振制品中。對于一些結(jié)構(gòu)簡單的橡膠制品，我們可以基于一些理論推導(dǎo)或工程經(jīng)驗算法在設(shè)計初期來獲取其靜剛度特性。但由于橡膠具有非線性粘彈性與超彈性，這種理論計算結(jié)果往往與試驗存在一定誤差，并且這種誤差在一般情況下是不可以忽略不計的，其具有一定的工業(yè)應(yīng)用價值。
為減小誤差或?qū)崿F(xiàn)零誤差的前期預(yù)測，我們引入了有限元仿真分析技術(shù)，其可以通過控制模型參數(shù)與網(wǎng)格質(zhì)量實現(xiàn)較小誤差的預(yù)測計算。其價值也在各個行業(yè)實際的生產(chǎn)中得到了很好的驗證。本文基于減振襯套簡單講訴一下基于ABAQUS軟件的橡膠制品靜剛度仿真分析過程。
仿真分析過程可分為三個大過程：前處理、求解計算和后處理。本文基于ABAQUS軟件設(shè)定的分析步驟，不再重點區(qū)分分析的三個過程，將操作過程拆分為：部件、屬性、裝配、分析步與輸出設(shè)置、相互作用、網(wǎng)格、加載、作業(yè)提交與監(jiān)管以及計算結(jié)果的可視化處理九個模塊，下面講訴橡膠襯套靜剛度仿真分析過程。
一、部件
由于本文主旨是為介紹橡膠剛度仿真的過程，所以選用了結(jié)構(gòu)較為簡單的橡膠襯套為例，直接借助ABAQUS軟件的部件模塊常見如圖1所示的幾何模型。
圖1、幾何模型結(jié)構(gòu)圖
二、屬性
為了使仿真結(jié)果更接近與實驗值或真實值，除了需要一個適合的仿真求解器和一個高質(zhì)量的網(wǎng)格文件，更需要選擇一個合適的橡膠本構(gòu)模型，在ABAQUS軟件中內(nèi)置了許多相對成熟的橡膠本構(gòu)模型（如圖2所示），我們可以通過指定相關(guān)的系數(shù)來實現(xiàn)本構(gòu)模型的定義,當然我們還可以直接提交我們的試驗數(shù)據(jù)，交由ABAQUS軟件進行擬合，得出相對精準的參數(shù)。
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