abaqus塑料拉伸的案例
如何選擇拉伸速率，保證塑料拉伸測試的準確度
以斷裂點為起始點向橫作標作垂直線，此時的封閉曲線則為整個拉伸過程中吸收的能量（見圖1中的斜面部分），通常曲面面積大，說明材料的韌性好。
2. 高分子材料在拉伸強度上的分類
由于高分子材料的品種繁多，它們的應力—應變曲線呈現出復雜情況。若按在拉伸過程中屈服點的表現、伸長率大小及其斷裂情況，大致可以分為五種類型。它們是：(1)硬而脆，如聚苯乙烯、有機玻璃和酚醛樹脂；(2)硬而韌，如尼龍、聚碳酸酯；(3)硬而強，如不同配方的硬聚氯乙烯和聚苯乙烯的共混物；(4)軟而韌，如橡膠、增塑聚氯乙烯；(5)軟而弱，如柔軟的凝膠，很少用作材料來使用
3. 拉伸試驗中的速度選擇
試驗速度（空載）
A：（10±5）mm／min，
B：（50±5）mm／min，
C：（100±10）mm／min或（250±50）mm／min。
速度選擇
① 熱固性塑料、硬質熱塑性塑料，用A速。
② 伸長率較大的硬質、半硬質熱塑性塑料（如PP、PA等），用B速。
③ 軟板、片和薄膜用C速。相對伸長率＜100％的用（100±10）mm／min速度，相對伸長率＞100％的用（250±50）mm／min速度。
拉伸速度直接影響測試的結果，相同樣品在不同拉伸速度下得到的結果差異比較大。以下為標準中推薦使用的機速：
在試驗過程中可以發現，當拉伸速率較低時，經過屈服點后試樣出現“細頸”現象，并伴隨有快速的流動性大變形，且細頸從位于夾具端的地方開始擴展，由于縮頸之后試樣的進入大變形擴展階段，試樣截面積變形，拉伸應力隨之降低，因此在應力-應變曲線中出現了“快速擴展平臺”（屈服平臺）。
展開 技術研究 | 沒想到這種方法做拉伸測試，塑料老化壽命差異這么大
一、 案例背景：
拉伸性能是聚合物力學性能中最重要、最基本的性能之一。塑料在使用過程中會受到溫度、濕度等影響而逐漸老化，老化后拉伸強度是對塑料耐老化性能的評估的重要依據。塑料老化后通常會出現粉化、變形等變化，拉伸強度測試準確性降低，因此提升老化后拉伸測試的準確性很有必要。
二、 實驗設計
1 、實驗樣品
A（改性聚丙烯）和B（玻纖增強聚丙烯）
2.1樣品老化
將樣品放入到熱老化烘箱內，老化溫度為150℃，老化至樣品粉化，期間老化24h、48h、168h，264h、480h和600h取出進行拉伸測試。老化溫度為120℃，期間老化24h、48h和168h取出進行拉伸測試。
2.2測試與表征
拉伸測試和處理：拉伸測試速度50mm/min，夾具間距115mm。
三、 實驗探究分析
2.1 不同溫度和時間老化對拉伸強度的影響
實驗中對兩種樣品分別用120℃和150℃進行老化，并在固定時間取樣進行拉伸測試，測試結果如下：
圖1 不同溫度下老化后拉伸強度
從測試結果來看，A（普通改性）隨著老化時間的增加，拉伸強度越來越低，溫度越高，降低的速度和幅度越大；同時在老化168h內，斷裂伸長率變化不大。B(玻纖增強)在120℃老化168h內，拉伸強度在一定的范圍內（±5MPa）波動。老化后，斷裂伸長率無明顯變化，150℃老化比120℃老化后斷裂伸長率較低一些。
2.2 粉化樣條測試方法研究
2.2.1 粉化樣品測試強度測試
在150℃老化600h以后，兩種樣品均出現了分化現象，玻纖增強料B出現浮纖，但是表面較為平整；普通改性A出現了分層現象，樣條粉化嚴重，表面不平整，出現較多裂紋，樣品內部分層， 老化后樣條如圖2。
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測試伸長時應在試樣上被拉伸的平行部分作標線，此標線對測試結果不應有影響。
6. 用夾具夾持試樣時要使試樣縱軸方向中心與上、下夾具中心連線相重合，并且松緊適宜，不能使試樣在受力時滑脫或夾持過緊在夾口處損壞試樣。夾持薄膜試樣要求在夾具內襯墊橡膠之類的彈性薄片。
7. 按所選擇的速度開動機器，進行拉伸試驗。
8. 試樣斷裂后讀取負荷及標距間伸長，或讀取屈服時的負荷。若試樣斷裂在標距以外的部位，則此次試驗作廢，另取試樣補做。
9. 測定模量時測定模量時可用1～5mm／min的拉伸速度，使樣品形量準確至0.01mm。記錄負荷及相應變形量，作應力—應變曲線。
四、影響拉伸檢測結果的六大因素
1. 試驗環境對塑料拉伸檢測的影響
GB/T8804中規定，實驗室環境溫度為（23±2）℃，相對濕度為（50±10）%。
熱塑性塑料的拉伸性能測試受溫度的影響比較大，往往溫度偏高，拉伸強度偏低，伸長率偏大，反之則相反。伴隨著溫度的逐漸上升，熱塑性塑料的拉伸性能也將逐漸由硬脆向粘強轉變，拉伸強度和拉伸彈性模量隨之變小，而斷裂伸長率將同步變大。
實驗相對濕度一般對吸水率比較大的塑料影響較大。一部分塑料吸水率增大以后，水分子在塑料中起到了偶聯劑和增韌劑的作用，從而影響該塑料的剛性和韌性。通過以上實踐可見，塑料的拉伸性能測試必須在恒溫恒濕條件下進行。
2. 材料試驗機對塑料拉伸檢測的影響
材料試驗機（又稱拉力機）的測力傳感器精度、速度控制精度、夾具同軸度和數據采集頻率等是材料試驗機影響拉伸試驗數據的主要因素。
展開 Abaqus橡膠拉伸模擬：仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過程
Abaqus仿真橡膠接頭的充氣和拉伸過程
（1）
背景
實物整體圖如下：
剖面圖：
外面是剛性法蘭，主體是橡膠球體，橡膠球體里面有嵌入的簾布層，簾布層里面有加固環，加固環也是嵌入在橡膠球體里。兩端法蘭和橡膠接頭兩端接觸，固定約束，橡膠球體和法蘭的一角在球體變形較大時接觸。分析在加載過程中該模型的應力和變形情況。
（2）
Step By Step 建模操作圖文演示
1.
創建幾何模型
2.
創建三種材料屬性和截面屬性
3.
裝配
4.
設置兩個靜態分析步
5.
定義接觸屬性、兩個接觸對和兩個約束
6.
設置pressure類型的載荷
固定一端給另外一端施加位移
7.
劃分網格
8.
提交計算查看結果
整體變形云圖
加固環應力云圖
橡膠應力云圖
整體應力剖面圖
文章來源：FILWTBY
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Abaqus軟件由于其本身強大的非線性求解功能，是在工業界被公認的技術最先進的非線性有限元分析軟件，與傳統商業軟件不同，Abaqus是專門為解決工程中困難問題發展并逐漸被廣大用戶接受的通用有限元軟件。
汽車燃油箱是汽車部件中重要的功能件和安全件之一，而汽車塑料油箱與金屬燃油箱相比具有安全、耐腐蝕和使用壽命長等特點，且能夠適應汽車輕量化的發展要求，因此現在被廣泛采用。但是汽車塑料油箱采用的材料是一種復雜的非線性材料，并在實際的過程中也會經歷大變形，因此采用Abaqus軟件來進行分析是非常合適的。
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圖3 FEM模型
求解器選擇
本例中采用Abaqus/Standard進行求解。建議求解時勾選“Discontinuous analysis”并且增加不收斂迭代次數（
）。算例INP文件可以在“閱讀原文”中獲得。
對比分析
應力云圖與應力-應變曲線對比如下圖所示，可見數值分析能較好反映試驗結果。
圖4 應力云圖
圖5 應力-應變曲線對比
總結
普通金屬拉伸試驗可通過處理試驗機位移獲得應力-應變全曲線；
Abaqus本構采用真實應力-應變關系，損傷斷裂也如此；
筆者處理的1.0mm Q235冷板、1.5mm Q235熱板損傷演化中的指數參數均為-5；
斷裂理論仍在不斷發展，材料模型在不斷完善。
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鑄鐵拉伸試驗ABAQUS模擬
Abaqus二維復合材料拉伸失效
[圖片]
ABAQUS 單向拉伸大變形模擬
靜態模擬一種軟材料POE的單向拉伸，拉伸應變希望到300%，但是總是在100%就失敗了。不知道哪里出了問題，有沒有高手幫幫忙。
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Abaqus復合材料螺栓連接件拉伸
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顯示動力學
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層間插入Cohesive層模擬分層
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復合材料采用Puck VUMAT子程序，內附有cae，inp，puck子程序，ODB等文件
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基于ABAQUS的低碳鋼拉伸試驗模擬
我們在材料力學實驗課學習過，近距離觀察過低碳鋼鋼桿拉伸實驗，得到了如下圖1所示的應力應變曲線，對應力應變曲線的深刻理解有助于我們在有限元分析中得到正確的結果，對分析做出正確的判斷，那么如何在Abaqus中模擬這一過程呢？
圖1 低碳鋼應力應變曲線
1. 問題描述
對一半徑為5mm，長度為50mm的軸做軸向拉伸，位移載荷為10mm，積分方式單元階次為C3D8R；設置參考點RP1，以此點做一個集合ss，并與右端面剛性耦合，用來施加位移載荷和輸出變量。模型示意如圖2所示。
圖2 模型示意
2. 應力應變曲線的模擬
2.1 彈性階段模擬
2.1.1 材料參數設置
軸的彈性模量為200000Mpa，泊松比為0.3。材料設置如圖3所示。
圖3材料設置示意 圖4增量步設置示意
2.1.2 分析步設置
僅設置一個靜態學分析步，將非線性打開（為后續分析做準備），初始和最大時間增量均為0.1，設置如圖4所示。設置歷程輸出變量為RP1點所在集合的反力RF3和位移U3，設置如圖5所示。
圖4歷程輸出變量設置示意
2.1.3 邊界條件設置
軸的一段設置為全約束，軸的另一端施加10mm的位移載荷，并約束其余5個自由度，邊界設置如圖5所示。
圖5邊界條件設置示意
2.1.4 結果分析
輸出反力RF3，從圖6中可以看到，力隨著時間呈線性變化，這是典型的彈性變形。
展開 Abaqus非線性有限元軟件在汽車塑料油箱設計中的應用
Abaqus非線性有限元軟件在汽車塑料油箱設計中的應用.pdf
