abaqus仿真shpb的案例
SHPB可控多脈沖加載技術(shù)與Abaqus仿真方法 ￥15
1、問(wèn)題介紹
SHPB多脈沖加載方法一般有兩種：多次反射加載法、多級(jí)撞擊桿法。多次反射加載法，利用入射桿的反射波在端面二次反射形成加載波，實(shí)際上常規(guī)的SHPB試驗(yàn)都是多次反射加載，只不過(guò)在處理數(shù)據(jù)時(shí)只截取了第一次加載的數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是相鄰加載時(shí)間間隔是固定值（入射桿桿長(zhǎng)的兩倍與桿彈性波速的比值）；多級(jí)撞擊桿法，是基于撞擊桿或者加載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將撞擊桿設(shè)計(jì)成可實(shí)現(xiàn)多次撞擊的結(jié)構(gòu)，撞擊間隔可調(diào)可控，多級(jí)撞擊桿一般有串聯(lián)結(jié)構(gòu)、夾心結(jié)構(gòu)等形式。
本案例主要介紹SHPB夾心結(jié)構(gòu)的多級(jí)撞擊桿技術(shù)與仿真方法。
2、內(nèi)容
2.1 基于夾心撞擊桿的多脈沖加載SHPB結(jié)構(gòu)
夾心撞擊桿形式的多脈沖加載SHPB結(jié)構(gòu)如下：
夾心形式的撞擊桿主要由外桿和內(nèi)桿組成，內(nèi)桿與外桿端面間隔d。實(shí)際試驗(yàn)中，內(nèi)桿是圓柱體，尺寸與外桿內(nèi)徑相同（留有公差），內(nèi)桿與外桿可以滑動(dòng)，外桿自由端封閉，靠近撞擊端的端面裝配有端蓋。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，內(nèi)桿、外桿以相同的初速度運(yùn)動(dòng)，由于間隔d的存在，外桿先撞擊入射桿，然后經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間間隔后內(nèi)桿再撞擊入射桿，因此通過(guò)調(diào)節(jié)間隔d的大小可以控制多脈沖加載的時(shí)間間隔。
2.2 時(shí)間間隔計(jì)算
根據(jù)一維應(yīng)力波理論，可知：
（1）加載脈寬：
第一次加載（加載波1）：
第二次加載（加載波2）：
（2）兩次沖擊時(shí)間間隔：
其中，初始撞擊速度，撞擊外桿長(zhǎng)度，撞擊內(nèi)桿長(zhǎng)度，波速，間隔長(zhǎng)度，為波阻抗比值。
展開 基于ABAQUS的分離式霍普金森壓桿SHPB仿真（附.cae.inp） ￥15
1、案例介紹
分離式霍普金森壓桿（Split Hopkinson Pressure Bar, SHPB）主要用于研究材料在高應(yīng)變率（1e2～1e4?s^?1）下的動(dòng)態(tài)力學(xué)行為，如應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、應(yīng)變率效應(yīng)、溫度效應(yīng)以及失效模式等。
本案例主要介紹基于ABAQUS韌性金屬材料的SHPB常規(guī)仿真建模方法以及波形整形、等效載荷加載等仿真內(nèi)容。此外還提供了一個(gè)試樣應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)處理表格和數(shù)據(jù)處理的視頻，包含兩種獲得試樣應(yīng)力應(yīng)變的方法：直接提取試樣應(yīng)力應(yīng)變的直接法和基于入射桿透射桿三波曲線的間接法。
2、SHPB原理
常規(guī)霍普金森桿SHPB（仿真）結(jié)構(gòu)
如圖所示，常規(guī)的SHPB仿真模型結(jié)構(gòu)主要包含撞擊桿、入射桿、透射桿、試樣，有時(shí)為了進(jìn)行波形整形會(huì)使用整形器（整形片）。
SHPB基本力學(xué)過(guò)程：開始撞擊桿以一定速度撞擊入射桿，在入射桿形成一個(gè)向正方向傳播的入射波（壓縮波），入射波從入射桿傳遞到試樣并對(duì)試樣進(jìn)行壓縮，入射波一部分在入射桿與試樣界面反射形成反向傳播的反射波（拉伸波），另一部分通過(guò)試樣進(jìn)入透射桿形成透射波（壓縮波）。
SHPB兩個(gè)基本假定：一維性應(yīng)力狀態(tài)和均勻性假定。一維性要求桿件及試樣共軸，并減小橫向慣性引起的幾何彌散效應(yīng)的影響。一般選擇合適的桿直徑，采用整形器可有效減小幾何彌散。均勻性要求試樣達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，即試樣兩端相對(duì)應(yīng)力差足夠小。相對(duì)應(yīng)力差與阻抗比、應(yīng)力波在試樣中的反射次數(shù)有關(guān)，反射次數(shù)由試樣材料波速和試樣軸向長(zhǎng)度決定。此外，端面摩擦也會(huì)改變?cè)嚇討?yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，使試樣呈現(xiàn)鼓狀產(chǎn)生非均勻變形并且軸向壓縮應(yīng)力幅值增加。
展開 Abaqus基于JH2本構(gòu)的脆性材料SHPB仿真
之前的帖子https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1286166 介紹了如何在Abaqus中調(diào)用內(nèi)置的JH2本構(gòu)子程序以及各參數(shù)的含義。本貼根據(jù)JH2本構(gòu)的相關(guān)理論，編寫了JH2本構(gòu)的VUMAT子程序，并對(duì)脆性材料的SHPB試驗(yàn)進(jìn)行了模擬，以下是相關(guān)的結(jié)果。
試驗(yàn)件失效示意圖
入射和透射桿上的應(yīng)變響應(yīng)
有關(guān)于abaqus子程序開發(fā)的相關(guān)問(wèn)題可以聯(lián)系扣扣1653004885或者關(guān)注cae320公眾號(hào)
Abaqus基于JH2本構(gòu)的脆性材料沖擊仿真及SHPB模擬
JH2強(qiáng)度模型是將材料的等效應(yīng)力表示成靜水壓力的冪函數(shù)形式并且與應(yīng)變率和損傷因子Ｄ相關(guān)，其中定義的歸一化強(qiáng)度模型為
當(dāng)材料未發(fā)生損傷D=0時(shí)，歸一化等效應(yīng)力可以表示為
當(dāng)材料完全破碎D=1時(shí)，歸一化等效應(yīng)力為
p*為歸一化靜水壓力
由裂紋導(dǎo)致的損傷
其中
裂紋產(chǎn)生前靜水壓力為
裂紋產(chǎn)生后需要加入壓力增量ΔP
其中
Abaqus自帶的材料模型中并沒(méi)有JH2本構(gòu)，但是其提供了內(nèi)置的子程序以供調(diào)用。使用內(nèi)置子程序需要以ABQ_JH2_作為前綴，比如ABQ_JH2_GLASS。JH2的材料設(shè)置時(shí)，一共由8個(gè)狀態(tài)變量，第8個(gè)狀態(tài)變量控制網(wǎng)格刪除。各變量的含義如下。
材料屬性的含義如下
下圖為通過(guò)JH2本構(gòu)進(jìn)行的相關(guān)的沖擊模擬
此外，本貼根據(jù)JH2本構(gòu)的相關(guān)理論，編寫了JH2本構(gòu)的VUMAT子程序，并對(duì)脆性材料的SHPB試驗(yàn)進(jìn)行了模擬，以下是相關(guān)的結(jié)果。
試驗(yàn)件失效示意圖
入射和透射桿上的應(yīng)變響應(yīng)
有關(guān)于abaqus子程序開發(fā)的相關(guān)問(wèn)題可以聯(lián)系公眾號(hào)。
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基于ABAQUS【高溫】霍普金森桿SHPB的Johnson-Cook金屬鋁仿真 ￥25
<p>案例介紹基于ABAQUS【高溫】霍普金森桿SHPB的Johnson-Cook金屬鋁仿真，首先比較【完全熱固耦合】和【一般動(dòng)態(tài)顯式分析】?jī)煞N分析類型結(jié)果異同，然后進(jìn)一步分析【不同溫度下JC金屬鋁】反射波、透射波曲線特點(diǎn)。</p><p><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/10b9d7fac12043bca001cb95b3fb9381.png" style="display: inline-block;">
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展開 基于ABAQUS的【2D-3D】巖石混凝土CDP的SHPB壓縮仿真 ￥25
附件為基于ABAQUS的【2D】及【3D】巖石混凝土的SHPB壓縮仿真模型，混凝土使用CDP（ Concrete Damaged Plasticity）混凝土損傷塑性模型本構(gòu)。
附件：SHPB2D-3D.cae，Job-2D-CDP.inp，Job-3D-CDP.inp，Result.opju
