abaqus軸向拉伸
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus軸向拉伸的視頻教程
使用abaqus對柔性立管軸向拉伸仿真
本套課程包含了abaqus仿真過程中很多的方式方法及技巧，并且包括但不限于abaqus軟件的使用技巧。講解了柔性立管軸向拉伸仿真操作，包含了使用solidworks繪制抗拉鎧裝層等螺旋狀結構，abaqus繪制螺旋狀結構，將端截面耦合至RP點，以及如何輸出某個點的某些物理量，甚至也講解了如何使用origin進行曲線繪制。
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abaqus軸向拉伸的實例教程
基于材料力學基礎問題——直桿拉伸的軸向變形問題，對meshfree和workbench進行了一個簡單的比較
問題描述
基于meshfree是對實體進行分析，workbench便不使用線體梁分析，均用ug建模
材料彈性模量2e+11Pa，泊松比0（上為workbench，下為meshfree，后同）
約束
結果
結論
在操作方面，meshfree的操作更為簡便，所有的操作都在同一界面，介于meshfree分析的實體問題，對于梁，桿等簡化模型分析與workbench不好比較，在最大變形處二者答案均與理論值一樣，在起始點（即最小值點）meshfree的值與理論的0不相符（由于本人學識有限不甚了解其中緣由），meshfree可以快捷的任取某一點的值也是其一大優點
對于想學習分析的新手來說，meshfree更有優勢，workbench如果對網格劃分理解不夠，新手就很容易出現如下問題，網格過于大而導致計算失敗（當然一般人是不會犯這種錯誤的，僅舉例）
總體來說meshfree對于設計人員進行定性分析設計來說還是十分便捷的，易于上手，對于后期的結構簡化分析估計還是需要努力的（僅個人觀點，如有問題請多加指教）
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上篇文章我們主要講了應力集中的一些知識，并用ANSYS做了一個簡單的實例，與理論結果進行了對比。今天，我們通過材料力學中的一個習題，幫助讀者回顧下之前學過的知識。習題如下：
下面我們進行求解：
一、材料力學方法：
該題的整體思路為：
1. 根據理論力學知識求出AC、BD的軸力；
2. 根據應力計算公式求出工作應力，以此校核桿的強度；
3. 根據胡克定律求出桿的變形；
4. 根據桿的變形推算出A、B點的位移。
具體解法如下：
二、ANSYS方法：
1.若力F作用在F點：
Step1：建立材料模型。
打開Workbench，將Static Structural拖入Project Schematic。題目中給定了材料的彈性模量為E=210GPa，我們需要在Engineering Data中添加彈性模量為E=210GPa的材料，否則計算時軟件會按照默認的Structural Steel材料計算。
1.雙擊A2 Engineering Data進入材料管理模塊，點擊Click here to add a new material，輸入2-25，建立一個名為“2-25”的新材料。
2.單擊新建的2-25材料，在左邊的Toolbox中選擇Linear Elastic，雙擊Isotropic Elasticity，表示創建一個各向同性的線彈性材料
展開 上篇文章，我們主要學習了拉壓桿任意斜截面上的應力，并在使用ANSYS進行驗證的同時，學習了提取任意截面上的應力結果的方法。今天我們一起來學習第四節——拉（壓）桿的變形·胡克定律。
我們知道，胡克定律是力學彈性理論中的一條基本定律，它描述了固體材料受力以后，材料中的應力應變關系。下式為胡克定律的一種表達形式：
ε=σ/E
式中，E稱為彈性模量（Elastic Modulus），是材料的一項重要彈性參數，數值因材料而異，表征材料抵抗彈性變形的能力。英國科學家Thomas Young曾研究了桿的彈性性能，所以之后彈性模量有時也稱為楊氏模量（Young's Modulus），在ANSYS中的材料屬性中，也是以Young's Modulus命名。
除彈性模量外，材料還有一個非常重要的彈性參數——泊松比（Poisson's ratio）。泊松比又稱橫向變形系數，常用字母ν表示。它定義為：在材料的比例極限內，橫向線應變與縱向線應變的絕對值的比值。泊松比由法國科學家泊松（Simon Denis Poisson,1781-1840） 最先發現并提出。
此外，材料還有兩項彈性參數：
體積模量（Bulk modulus）和
切變模量（Shear modulus）。其中，體積模量K=E/3(1-2ν)（這也是泊松比ν不能大于0.5的原因），切變模量G=E/2(1+ν)，均可以用楊氏模量E和泊松比ν表示，所以我們把楊氏模量E和泊松比ν定為彈性材料的基本參數。如果做線彈性靜力學分析，且不考慮重力作用的話，定義了這兩個參數，就基本可以進行計算了。下圖為WB中定義的線彈性材料，我們輸入楊氏模量和泊松比之后，體積模量和切變模量會自動計算出來。
今天，我們將通過例題2-5，來研究該題的材料力學解法和
展開 1.載荷：一端施加1000N的軸向拉力；
2.約束：另一端施加固定約束。
Step7：求解及后處理。
求解完成后，我們主要提取該結構的正應力和切應力：
1.正應力
提取正應力的方式上篇文章已經介紹過，此處不再贅述。在Solution中插入Normal Stress后，將其重命名為“0”，表示在截面0上的正應力；在Details of Normal Stress中將Scoping Method改為Surface，將Surface設置為0，將Origin 設為Z Axis（此處的Z Axis為局部坐標系的Z Axis，即坐標系0的Z Axis），將Coordinate System設置為0。同理，分別插入名為“45”和“90”的斜截面45和平截面90上的Normal Stress。設置完成后，最后右擊Solution（B6），選擇Eevaluate All Results，提取結果。
通過正應力結果發現：
①橫截面（α=0）上的正應力最大，為10MPa，與材料力學計算結果一致；
②斜截面（α=45）上的正應力為5MPa，與材料力學計算結果一致；
③平截面（α=90）上的正應力最小，為0MPa，與材料力學計算結果一致；
2.切應力
提取切應力的方式與正應力類似，此處不再贅述。
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上篇文章，我們根據例題2-5，討論了通過軸力和變形，利用幾何關系，求出結點A的位移，計算結果和ANSYS計算的結果相差無幾。除此方法外，我們還可以用彈性體的功能原理來求解該題。
能量守恒定律我們中學就已經學習過，能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到其它物體，而能量的總量保持不變。本文所研究的能量，是拉壓桿內的應變能。
彈性體在外力作用下會發生變形，此時彈性體內將積蓄能量。根據能量守恒定律，彈性體在變形過程中，積蓄的能量在數值上等于外力所做的功，這就是
彈性體的功能原理。由于彈性體內積蓄的能量是隨著彈性變形的增減而改變，所以稱之為
應變能，用
Vε表示。
如上圖，由于在彈性范圍內，F的大小與△L成線性關系，所以F所做的功W即為F與△L軸圍成的三角形面積：
W=1/2*F*△L
根據彈性體的功能原理，
Vε=W=1/2*F*△L
外力F=軸力FN，所以，
Vε=W=1/2*FN*△L
根據胡克定律，
Vε=(FN^2*L)/2EA
我們根據推導出的應變能公式，來求解例題2-5。
材料力學解法：
已知兩桿材料相同，橫截面、長度及受力均相等，所以，兩桿的應變能也相等。根據推導出的應變能計算公式，該結構中總的應變能為：
Vε=2*(FN^2*L)/2EA=
64.67J
根據彈性體的功能原理，載荷P做的功數值上等于結構總的應變能，即：
W=1/2*P*△A=Vε
△A=0.0012934m=1.2934mm
ANSYS解法：
該題的ANSYS解法，
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