理論
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2015-11-27
理論的視頻教程
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(1)-材料變形理論的理論基礎(chǔ)
基于Abaqus軟件的晶體塑性有限元分析v2.0-(1)-材料變形理論的理論基礎(chǔ)，第1章是關(guān)于晶體塑性變形理論基礎(chǔ)的講解，課程包含下面5部分內(nèi)容： 1.1 金屬塑性成形的多尺度研究方法 1.2 晶體塑性理論的歷史和發(fā)展 1.3 晶體塑性變形的理論基礎(chǔ) 1.4 晶體塑性變形的數(shù)值求解 1.5 多晶變形與單晶變形的關(guān)系 關(guān)鍵字：金屬塑性成形；多尺度研究；晶體塑性理論；數(shù)值求解
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力學(xué)輔導(dǎo)—理論力學(xué)知識點(diǎn)總結(jié)課
一、理論力學(xué)概述 定義：理論力學(xué)是研究物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律的學(xué)科，是力學(xué)的一個(gè)分支。 研究對象：質(zhì)點(diǎn)、剛體及剛體系，當(dāng)物體的變形不能忽略時(shí)，則成為變形體力學(xué)（如材料力學(xué)、彈性力學(xué)等）的討論對象。 基本原理：包括牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)量定理、角動(dòng)量定理、能量守恒定律等。 重要分支：振動(dòng)理論、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性理論、陀螺儀理論、變質(zhì)量體力學(xué)、剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、自動(dòng)控制理論等。
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理論的實(shí)例教程
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1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過簡單直觀的方式展現(xiàn)出來，同時(shí)深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實(shí)際應(yīng)用過程中，商用CAE軟件在傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上會做相應(yīng)的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個(gè)主流商用軟件手冊中都會注明各個(gè)單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒有具體的實(shí)現(xiàn)公式。商用軟件對外就是一個(gè)黑盒子，除了開發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊并通過進(jìn)行大量的資料查閱猜測內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver，通過自研CAE軟件和商軟的結(jié)果比較來驗(yàn)證我們的猜測，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會。iSolver包括完整的前后處理和有限元求解器，功能如下，有興趣可直接在下面網(wǎng)址下載：
百度網(wǎng)盤鏈接: https://pan.baidu.com/s/10d6jHdZ01SBY2JxiS6bffw 提取碼: 6fdf
2 屈曲分析
結(jié)構(gòu)失效的方式有兩種：1.
展開 但這只是實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象，它與材料的理論斷裂值還有很大的區(qū)別。
假設(shè)材料的斷裂是由于原子間距被拉的太遠(yuǎn)，超過了極限從而發(fā)生的斷裂。我們知道，原子之間的力與原子間的距離存在一定的關(guān)系，當(dāng)原子靠的特別近的時(shí)候，原子間存在排斥力，當(dāng)原子離的比較遠(yuǎn)的時(shí)候，原子間存在相互吸引力，在某一距離下，原子間的作用力為0，即平衡位置。
現(xiàn)在我們來考慮原子間的力與應(yīng)力的關(guān)系，根據(jù)應(yīng)力的定義
顯然，曲線上的最大值σm即代表原子間的最大結(jié)合力——理論斷裂強(qiáng)度，即在理論上認(rèn)為材料應(yīng)力超過σm時(shí)將被拉斷。作為一級近似，該曲線可用正弦曲線表示。
而實(shí)際上，對于純鐵的抗拉強(qiáng)度是只有170～270MPa左右，我們熟知的Q235鋼，其抗拉極限為375～460MPa，Q345鋼的抗拉強(qiáng)度約是490-620MPa，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于材料的理論斷裂強(qiáng)度。主要原因在于公式(11)表示的是理想材料的斷裂強(qiáng)度，也就是說材料中沒有任何的缺陷。但這是不可能的，材料在冶金、鑄造、加工等過程中難免會產(chǎn)生一些初始缺陷，造成應(yīng)力集中從而大大降低了材料的強(qiáng)度缺陷。
下載地址：晶體材料強(qiáng)度與斷裂微觀理論
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1 概述
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎(chǔ)及在商用有限元軟件的實(shí)現(xiàn)方式，通過
（1） 基礎(chǔ)理論
（2） 商軟操作
（3） 自編程序
三者結(jié)合的方式將復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)有限元理論通過簡單直觀的方式展現(xiàn)出來，同時(shí)深層次的學(xué)習(xí)有限元理論和商業(yè)軟件的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)原理。
有限元的理論發(fā)展了幾十年已經(jīng)相當(dāng)成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實(shí)際應(yīng)用過程中，商用CAE軟件在傳統(tǒng)的理論基礎(chǔ)上會做相應(yīng)的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個(gè)主流商用軟件手冊中都會注明各個(gè)單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正，很多沒有具體的實(shí)現(xiàn)公式。商用軟件對外就是一個(gè)黑盒子，除了開發(fā)人員，使用人員只能在黑盒子外猜測內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式。
一方面我們查閱各個(gè)主流商用軟件的理論手冊并通過進(jìn)行大量的資料查閱猜測內(nèi)部修正方法，另一方面我們自己編程實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)有限元求解器，通過自研求解器和商軟的結(jié)果比較來驗(yàn)證我們的猜測，如同管中窺豹一般來研究的修正方法，從而猜測商用有限元軟件的內(nèi)部計(jì)算方法。我們關(guān)注CAE中的結(jié)構(gòu)有限元，所以主要選擇了商用結(jié)構(gòu)有限元軟件中文檔相對較完備的Abaqus來研究內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式，同時(shí)對某些問題也會涉及其它的Nastran/Ansys等商軟。為了理解方便有很多問題在數(shù)學(xué)上其實(shí)并不嚴(yán)謹(jǐn)，同時(shí)由于水平有限可能有許多的理論錯(cuò)誤，歡迎交流討論，也期待有更多的合作機(jī)會。
展開 2018年10月7－12日，國際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會專題研討會（IUTAM Symposium）-面向增材制造的拓?fù)鋬?yōu)化理論與方法在大連召開。本次會議由國際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會、中國力學(xué)學(xué)會和國家自然科學(xué)基金委員會共同主辦；由大連理工大學(xué)國際計(jì)算力學(xué)研究中心、工業(yè)裝備結(jié)構(gòu)分析國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以及工程力學(xué)系共同承辦。大連理工大學(xué)工程力學(xué)系程耿東院士擔(dān)任會議主席，郭旭教授擔(dān)任會議學(xué)術(shù)委員會委員。來自中國、美國、丹麥、比利時(shí)等10個(gè)國家的高水平大學(xué)以及研究機(jī)構(gòu)的60余位學(xué)者齊聚大連，針對面向增材制造的拓?fù)鋬?yōu)化理論、方法及應(yīng)用研究中的若干前沿挑戰(zhàn)性問題開展了深入的學(xué)術(shù)交流和集體研討。
大連理工大學(xué)校長郭東明院士，國際結(jié)構(gòu)與多學(xué)科優(yōu)化學(xué)會主席、大連理工大學(xué)程耿東院士，中國力學(xué)學(xué)會副理事長、北京理工大學(xué)方岱寧院士，北京航空航天大學(xué)大型金屬構(gòu)件增材制造國家工程實(shí)驗(yàn)室主任王華明院士，國際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會代表、丹麥Aalborg大學(xué)Niels Olhoff教授，國際計(jì)算力學(xué)學(xué)會主席、大連理工大學(xué)國際計(jì)算力學(xué)研究中心主任、美國西北大學(xué)Wing Kam Liu教授等出席了開幕式。大連理工大學(xué)工程力學(xué)系主任郭旭教授主持了開幕式。
大連理工大學(xué)校長郭東明院士在開幕式上致辭熱烈歡迎來連參會的國內(nèi)外專家，向與會嘉賓介紹了大連理工大學(xué)的基本情況，同時(shí)歡迎與會嘉賓訪問大連理工大學(xué)并加強(qiáng)相互之間的交流與合作。郭東明校長祝愿此次研討會取得豐碩成果，為促進(jìn)拓?fù)鋬?yōu)化與增材制造的交叉融合做出貢獻(xiàn)。
國際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會代表、丹麥Aalborg大學(xué)Niels Olhoff教授代表國際理論與應(yīng)用力學(xué)聯(lián)合會介紹了協(xié)會的歷史、架構(gòu)、IUTAM專題研討會評選依據(jù)以及大連理工大學(xué)針對本次會議的前期組織情況等。
展開 因此可以說，這個(gè)理論的物理前提是錯(cuò)誤的。另外，按照這個(gè)理論，計(jì)算出來的升力值要比實(shí)際的升力值小很多，而實(shí)際機(jī)翼上方的氣流速度，也要比這個(gè)理論預(yù)測的值大很多。
3. 上方的速度快所以壓力低，兩個(gè)面的壓力差形成升力
部分正確。實(shí)際上這個(gè)理論被廣泛傳播就是因?yàn)樗糠质菍Φ模_實(shí)，如果我們知道了氣流上某處的速度，就能推算出那個(gè)點(diǎn)的壓力來。但問題是這個(gè)理論無法給出正確的氣流速度出來。真正的壓力分布是這樣的：
第二個(gè)錯(cuò)誤的理論叫”滑石”理論，在網(wǎng)站和雜志里可經(jīng)常看到。
此理論認(rèn)為，飛機(jī)在空氣里飛，跟我們用石塊在水面上打水漂差不多，水對石塊下面的反作用力使石塊漂浮。同樣，氣體對機(jī)翼底面的反作用力讓飛機(jī)不落，形成升力。這個(gè)理論由于提到了牛頓第三定律，有時(shí)也叫牛頓升力理論，但為了不和正確的牛頓定律搞混，我們還是把它稱為”滑石”理論。
討論這個(gè)理論之前，可以用我們的模擬器觀察一下機(jī)翼周圍的實(shí)際流動(dòng)。（這個(gè)模擬器可以從網(wǎng)站下載，能得到不同機(jī)翼外形、攻角、速度下的升力。界面是這樣的↘）
FoilSim II program
現(xiàn)在我們來逐一評判這個(gè)理論：
1. 這個(gè)理論只講了機(jī)翼底面和空氣的相互作用
它假設(shè)所有的流動(dòng)和因此形成的升力都由底面產(chǎn)生。但我們的實(shí)驗(yàn)證明，機(jī)翼頂面也會對此有影響。實(shí)際上，對于機(jī)翼造成的下沉氣流，上表面的貢獻(xiàn)更多些，顯然這個(gè)理論不能反映這一點(diǎn)。
2. 這個(gè)理論無視氣流在機(jī)翼上方的作用，它不能預(yù)測當(dāng)攻角為負(fù)時(shí)升力朝下這一事實(shí)（見下圖模擬器結(jié)果）。
展開 
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三、鈍化膜形成的兩大理論機(jī)制
關(guān)于鈍化膜的形成原理，普遍認(rèn)可成相膜理論和吸附理論，兩種理論從不同角度解釋了鈍化現(xiàn)象的本質(zhì)，相互補(bǔ)充、缺一不可。
1、成相膜理論(“物理隔離”)
成相膜理論認(rèn)為，鈍化的核心是金屬表面生成了一層獨(dú)立的固相保護(hù)膜。
? 基于權(quán)威文獻(xiàn)：嚴(yán)格遵循 Abbott Aerospace 標(biāo)準(zhǔn)文檔（AA-SB-001 第 12.3.1 節(jié)）的赫茲接觸理論公式，涵蓋 9 種典型機(jī)械接觸場景（球?球、球?平面、球?凹槽、圓柱?平面、平行圓柱、圓柱?凹槽、交叉圓柱、刀刃?平板、錐體?平板）。
傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法難以從原子尺度揭示富勒烯的形成過程，而基于從頭算（AIMD，Ab Initio Molecular Dynamics）模擬的研究可以在微觀層面直觀展示這一過程，從而為富勒烯的合成提供理論指導(dǎo)。
本案例基于xtb軟件，采用AIMD方法模擬富勒烯的形成過程。
因?yàn)楣獾膫鬏斔俣缺入娮拥乃俣瓤欤@意味著，從理論上電路可以實(shí)現(xiàn)更快的運(yùn)行速度和更高的數(shù)據(jù)傳輸速度，因此，未來PIC預(yù)計(jì)將備受青睞。
如何對衍射光學(xué)元件進(jìn)行仿真和設(shè)計(jì)？
衍射光學(xué)元件的復(fù)雜性和小尺度使其成為了3D電磁仿真軟件的理想備選方案。例如，對于超透鏡，仿真可以幫助研究人員檢查元原子的位置和大小，以對光通過不同布局的衍射進(jìn)行仿真。
在推出的Ansys應(yīng)用類系列網(wǎng)絡(luò)研討會中，高校系列專題活動(dòng)將圍繞工程教育與前沿技術(shù)創(chuàng)新，幫助高校師生深入理解仿真在科研與實(shí)踐中的核心價(jià)值，加速從理論學(xué)習(xí)到工程應(yīng)用的融合。本次專題將重點(diǎn)涵蓋方程式賽車智能化仿真設(shè)計(jì)、射頻電磁技術(shù)、電力設(shè)備總體解決方案，以及 Zemax 在《光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)》課程中的應(yīng)用等，結(jié)合真實(shí)工程場景與教學(xué)實(shí)踐，全面展示仿真驅(qū)動(dòng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的能力。
所有案例均基于 HBK 測試設(shè)備完成，完整呈現(xiàn)了從測試方案設(shè)計(jì)、傳感器布置、數(shù)據(jù)采集解析，到理論推導(dǎo)、問題整改驗(yàn)證的全流程。
無論您是從事電功率測試、應(yīng)力應(yīng)變測試，還是NVH測試的工程師，都能從中獲取行業(yè)標(biāo)桿實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，解決實(shí)際工程難題。
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這里分享一個(gè)經(jīng)典的vumat子程序，方便大家學(xué)習(xí)Johnson-Cook的相關(guān)理論模型：
原始鏈接：https://github.com/mauroarcidiacono/Abaqus-VUMAT-Johnson-Cook/tree/main
代碼由Arcidiacono, Mauro F. and Rahimi, Salaheddin等人開發(fā)
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結(jié)合作者的理論（尤其是分段線性化和應(yīng)力驅(qū)動(dòng)的求解思路）我們可以把獨(dú)立的vpsc子程序編寫進(jìn)abaqus里面，為了避免復(fù)雜的雅可比推導(dǎo)，以及適用各種復(fù)雜的變形工況，推薦使用abaqus的顯式求解器，即vumat程序
以下展示一個(gè)使用vpsc-鎂合金本構(gòu)模型，模擬包含1個(gè)單元，單元包好100個(gè)晶粒在RD方向壓縮20%的模擬效果（原始模型參數(shù)取自vpsc官方案例,為了減少計(jì)算時(shí)間使用高應(yīng)變率進(jìn)行計(jì)算，
