abaqus拉壓仿真的案例
Abaqus考慮拉壓不對稱的樹脂彈塑性損傷本構(gòu)vumat子程序開發(fā)
本文通過在屈服準(zhǔn)則中引入拉壓非對稱參量，研究了樹脂的拉壓不對稱彈塑性損傷行為。
由于樹脂的屈服行為與靜水壓力相關(guān)，這里采用下式所示的拋物面屈服準(zhǔn)則。
式中J2為偏應(yīng)力的第二不變量，I1為應(yīng)力第一不變量，σt和σc為拉壓屈服應(yīng)力
采用非關(guān)聯(lián)塑性流動準(zhǔn)則，如下所示。
式中σvm為mises等效應(yīng)力，P為靜水壓力，α為材料參數(shù)
損傷萌生準(zhǔn)則如下所示
式中J2和I1為無損應(yīng)力下的不變量。
為了降低模型的網(wǎng)格依賴性，損傷演化采用特征長度相關(guān)的指數(shù)模型
式中，rm為損傷內(nèi)變量，am為特征長度相關(guān)的材料參數(shù)。
Melro的文章中給出了通過Simpson積分和弦截法計算Am的方法，實際計算發(fā)現(xiàn)通過該方法計算的am效果不是太理想，因此本文未對am進(jìn)行迭代，直接采用其初值進(jìn)行仿真計算，如下所示。
計算流程如下
計算流程圖
根據(jù)上文的彈塑性損傷模型編寫了vumat子程序，并通過單胞模型進(jìn)行了驗證，計算結(jié)果如下圖所示。
abaqus單胞模型
拉伸載荷下的應(yīng)力應(yīng)變曲線
壓縮載荷下的應(yīng)力應(yīng)變曲線
展開 Abaqus通過VUMAT子程序?qū)崿F(xiàn)混凝土拉壓不對稱彈塑性損傷本構(gòu)模型
拉壓屈服函數(shù)如下所示
屈服后，塑性流動由下式定義
按照彈性預(yù)測-塑性修正-損傷修正的流程，通過在主應(yīng)力空間進(jìn)行譜分解，結(jié)合徑向返回算法，本文編寫了混凝土彈塑性損傷的VUMAT子程序。
通過對單胞的單向拉壓模擬可以計算得到混凝土的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)如下圖所示。
拉伸損傷演化過程
壓縮損傷演化過程
不同圍壓下的應(yīng)力應(yīng)變曲線
可以發(fā)現(xiàn)，隨著圍壓增大，混凝土壓縮強(qiáng)度提高
Abaqus霍普金森壓桿仿真插件：autoSHPB_V2.2 ￥58
1.1.引言
autoSHPB_2.2是基于Abaqus開發(fā)的分離式霍普金森壓桿（SHPB）全流程自動仿真插件，具備在插件界面設(shè)置好參數(shù)后，一鍵全流程仿真，無需手動輔助，自動完成幾何-網(wǎng)格-材料-接觸設(shè)置-載荷-場輸出-歷史輸出等流程。
對于零基礎(chǔ)的初學(xué)者，本插件可以避免前期花費大量時間的學(xué)習(xí)Abaqus相關(guān)流程，可以基于根據(jù)自己的需求先行獲得仿真結(jié)果完成主要目標(biāo)，然后再根據(jù)插件生成的CAE文件慢慢學(xué)習(xí)體會SHPB仿真流程，提高學(xué)習(xí)效率。
對于非初學(xué)者，本插件可以快速調(diào)整模型參數(shù)和工況設(shè)置，短時間內(nèi)進(jìn)行大批量SHPB仿真工作，極大提高效率。
由于Abaqus版本變化，附件提供兩個版本插件分別適用Abaqus2016~Abaqus2021，和Abaqus2022~Abaqus2025。使用教程見本文底部視頻。
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Abaqus鐵鏈?zhǔn)?em>拉狀態(tài)仿真案例講解
Abaqus鐵鏈?zhǔn)芾瓲顟B(tài)仿真案例講解
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，有時為了進(jìn)行波形整形會使用整形器（整形片）。
SHPB基本力學(xué)過程：開始撞擊桿以一定速度撞擊入射桿，在入射桿形成一個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），另一部分通過試樣進(jìn)入透射桿形成透射波（壓縮波）。
SHPB兩個基本假定：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)到動態(tài)平衡，即試樣兩端相對應(yīng)力差足夠小。相對應(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度決定。此外，端面摩擦也會改變試樣應(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基礎(chǔ)教程14--電氣壓接仿真
導(dǎo)讀
很多電氣工程師在高度非線性過程中隱式分析通常會有收斂的問題，此時采用顯式分析不失為一種很好的替代方案，如果是使用顯式方法進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)的分析，還必須要注意到能量的問題，確保分析過程符合準(zhǔn)靜態(tài)的過程，以下通過一個導(dǎo)線壓接的仿真來演示如何在Abaqus中進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)分析。
運行軟件自帶案例腳本，輸入模型，如下：
打開材料設(shè)置模塊，刪除阻尼項，把材料密度修改為如下：
創(chuàng)建顯式分析步，
定義通用接觸，摩擦系數(shù)為0.15，如下：
定義幅值曲線，
定義固定條件以及定義下壓位移，
提交計算后查看壓接后應(yīng)力分布如下，
查看能量比曲線，如下：
由能量比曲線可知，在整個過程中動能占比極小，符合準(zhǔn)靜態(tài)分析的特點，因此本次分析結(jié)果是可信的。
展開 Abaqus：旋壓成型仿真案例講解
Abaqu霍普金森壓桿實驗仿真案例講解
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求 基于ABAQUS的筒形件旋壓成型有限元仿真 視頻 ￥10
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ABAQUS-醫(yī)療器械-三翼球囊折疊與血管支架壓握擴(kuò)張仿真
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【隨機(jī)振動】車載氣瓶Abaqus時域隨機(jī)振動仿真（考慮內(nèi)壓與螺栓預(yù)緊） ￥89.9
圖1-車載氣瓶
隨機(jī)振動在Abaqus中有3中常用的分析方法：
圖2-Abaqus中隨機(jī)振動的常用方法與適用性
車載氣瓶裝配結(jié)構(gòu)要考慮接觸非線性，采用基于顯式動力學(xué)分析的時域方法。氣瓶是采用傳統(tǒng)材料的金屬氣瓶，首先通過Standard靜力學(xué)分析計算氣瓶裝配結(jié)構(gòu)在重力、U型螺桿預(yù)緊力、氣瓶內(nèi)壓下的應(yīng)力狀態(tài)和變形情況。
圖3-氣瓶裝配結(jié)構(gòu)靜力學(xué)分析
圖4-靜力學(xué)應(yīng)力
圖5-靜力學(xué)變形
復(fù)制靜力學(xué)模型，更改分析步為Explicit，通過預(yù)定義場的初始狀態(tài)導(dǎo)入將Standard模型計算出來的靜力學(xué)應(yīng)力變形狀態(tài)導(dǎo)入Explicit分析模型，用于時域隨機(jī)振動分析。
圖6-初始狀態(tài)導(dǎo)入
Y向施加隨機(jī)振動加速度信號。
圖7-隨機(jī)振動時域加速度信號
圖8-氣瓶隨機(jī)振動最大應(yīng)力674.2MPa
付費文件說明：隨機(jī)振動需要先得到裝配狀態(tài)的氣瓶應(yīng)力應(yīng)變、變形，因此需要先求解靜力學(xué)模型（AIRT-STD.inp），再求解隨機(jī)振動模型（AIRT-XPL_Y.inp），可以直接運行批處理文件自動執(zhí)行依次求解。
用文本編輯器可以打開就可以查看關(guān)鍵字設(shè)置與模型定義了。該模型涉及standard到explicit的初始狀態(tài)導(dǎo)入，AbaqusGUI界面目前不支持讀入涉及狀態(tài)導(dǎo)入的關(guān)鍵字。如果想在界面下直觀地看動力學(xué)的模型設(shè)置，也可以將STD inp文件中end assembly前的內(nèi)容合并到XPL inp文件中去!!!
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