abaqus輸出彈性變形
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus輸出彈性變形的實(shí)例教程
結(jié)果及討論
下圖是該單元的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與試驗(yàn)數(shù)據(jù)的對(duì)比，其中分別是超彈性試驗(yàn)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(jì)算中，超彈性通過輸入以上參數(shù)實(shí)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(yàn)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)樵谟?jì)算過程中，Abaqus會(huì)自動(dòng)進(jìn)行材料數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。可以看出在指定的應(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(yàn)數(shù)據(jù)不同。這是因?yàn)樵囼?yàn)過程中材料是漸進(jìn)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(shí)間歷程數(shù)
據(jù)。圖中包括兩個(gè)變形周期。
在第一個(gè)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(gè)周期中，未
超過0.15 in位移的響應(yīng)與第一個(gè)周期的卸載過程相同。超過這一點(diǎn)，響應(yīng)是第一個(gè)周期加載段的外延。
在第一個(gè)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(gè)周期的卸載過程中和第二個(gè)周期的加載過程中，位移達(dá)到0.15 in之前，損傷都不會(huì)增加，能量耗散也不會(huì)增加。當(dāng)位移超過0.15 in之后，損傷進(jìn)一步增加，能量耗散也進(jìn)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(shí)間歷程不同，但總位移是相同的。
展開 有時(shí)候在abaqus中，我們需要知道某一個(gè)集合中的節(jié)點(diǎn)變形后的坐標(biāo)。以此為輸入來進(jìn)行一些研究。這里我用一個(gè)自編函數(shù)，將節(jié)點(diǎn)集合變形后的坐標(biāo)寫入到一個(gè)txt文件中。格式化的寫入文件，方便用此坐標(biāo)來進(jìn)行計(jì)算研究。
同樣有時(shí)候，需要將計(jì)算的模態(tài)頻率值提取出來。同樣用一個(gè)函數(shù)將模態(tài)頻率提取出來，放進(jìn)txt文件中，方便后續(xù)研究。
讀取的節(jié)點(diǎn)結(jié)果如下圖所示：
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abaqus輸出彈性變形的最新內(nèi)容
剛?cè)狁詈吓c多學(xué)科集成能力
· 獨(dú)創(chuàng)混合建模架構(gòu)，可同時(shí)模擬剛體（齒輪、連桿）的剛性運(yùn)動(dòng)與柔體（殼體、軸類）的彈性變形，捕捉微米級(jí)變形與大幅度運(yùn)動(dòng)的耦合效應(yīng)，適配精密機(jī)械、航空航天等高精度場景。
有限應(yīng)變運(yùn)動(dòng)學(xué) (Finite Strain Kinematics)
在有限變形框架下，總變形梯度被分解為彈性和塑性兩部分。文章強(qiáng)調(diào)了在參考構(gòu)型下求解第一類 Piola-Kirchhoff 應(yīng)力平衡的重要性，這確保了在大旋轉(zhuǎn)、大應(yīng)變工況下計(jì)算的物理準(zhǔn)確性。
該模型的核心思想是：材料變形不僅包含彈性變形和晶體塑性滑移，還需要顯式考慮熱膨脹變形。因此，總變形梯度被分解為彈性/剛體轉(zhuǎn)動(dòng)部分、熱變形部分和塑性變形部分。
在本構(gòu)層面，作者保留了 FCC 晶體的 12 個(gè) {111}<110> 滑移系，并采用冪律型滑移率方程描述率相關(guān)塑性流動(dòng)。
屈服強(qiáng)度是材料從彈性變形進(jìn)入塑性變形的臨界點(diǎn)。拉伸過程中，材料在屈服點(diǎn)之前僅產(chǎn)生彈性變形；過了屈服點(diǎn)則進(jìn)入塑性階段，產(chǎn)生永久不可恢復(fù)的變形。塑料材料由于韌性較差，拉伸試驗(yàn)中基本沒有明顯的屈服階段，工程設(shè)計(jì)中常以產(chǎn)生0.2%殘余應(yīng)變時(shí)的應(yīng)力作為條件屈服極限。
抗拉強(qiáng)度是材料應(yīng)力值的極限點(diǎn)，超過此值材料即被判定破壞失效。
分析步采用顯式動(dòng)力學(xué)，時(shí)間周期默認(rèn) 0.01 s，場輸出包含應(yīng)力 S、應(yīng)變 E、位移 U、損傷變量 SDEG 和 DMICRT、狀態(tài)變量 SDV 及 STATUS，歷史輸出請(qǐng)求接觸面法向力 CFN3，便于后處理中快讀提取力?時(shí)間/位移曲線。
STAR模塊作為Ansys與Zemax的核心接口，可準(zhǔn)確追蹤FEA數(shù)據(jù)集，將包含剛體位移的面型數(shù)據(jù)分配至對(duì)應(yīng)光學(xué)表面，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形與光學(xué)性能的直接關(guān)聯(lián)。通過Zemax模擬溫度載荷下的鏡頭離焦量，輸出調(diào)制傳遞函數(shù)（MTF）曲線（如圖3所示），直觀評(píng)價(jià)成像質(zhì)量。
“看得清”的目標(biāo)是：輸出看起來合理的圖像。“看得準(zhǔn)”的目標(biāo)是：輸出物理上可確證的圖像。
兩者的核心差異，在于信息保真度要求的質(zhì)的躍遷。當(dāng)AI任務(wù)需要將判斷結(jié)果作為“科學(xué)證據(jù)”或“判決依據(jù)”時(shí)，“差不多”就不再夠用——只有“物理真值”才算合格。
3靜力求解與收斂
隱式靜力求解器迭代至收斂，輸出節(jié)點(diǎn)位移場與初始應(yīng)力場（d3plot + dynain 格式）。
4寫入碰撞主模型
將預(yù)壓變形后的泡沫幾何與初始應(yīng)力一并寫入碰撞仿真模型，保證碰撞零時(shí)刻的接觸邊界準(zhǔn)確。
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粘-超彈耦合本構(gòu)模型構(gòu)建
對(duì)于需要同時(shí)模擬大變形超彈性與時(shí)間依賴性的復(fù)雜工況，我們可提供粘-超彈耦合本構(gòu)模型的校準(zhǔn)服務(wù)，將超彈模型與粘彈性模型無縫結(jié)合。
超彈性本構(gòu)參數(shù)擬合
我們支持?jǐn)M合Yeoh, Ogden, Mooney-Rivlin 等主流超彈性本構(gòu)模型。我們的專家會(huì)基于您的材料行為，推薦并校準(zhǔn)最合適的模型，確保其在您關(guān)注的應(yīng)變范圍內(nèi)達(dá)到最佳擬合精度。
