abaqus動態拉伸
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus動態拉伸的視頻教程
ABAQUS拉伸斷裂模擬實例分析
獨家原創——Abaqus拉伸斷裂模擬實例分析。 案例對鋁合金圓柱準靜態拉伸斷裂模擬整個過程進行講解，包括初始損失（Ductile damage、Shear damage）的引入、分析步設置、網格劃分等易出現問題的地方，從而使大家對整個斷裂模擬過程有一個系統的掌握。
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abaqus動態拉伸的實例教程
本文主要講述：
1、拉伸試驗的CAE建模及分析，涉及樣片拉伸試驗仿真的約束和加載等；
2、通過關鍵字輸出拉伸試驗后樣片的殘余應力應變厚度變化等信息；
3、通過映射和動態松弛，將殘余應力應變引入試片拉伸分析，驗證加工硬化的影響。
拉伸試驗樣片基礎尺寸如下：
拉伸試驗CAE建模：
1、網格基本尺寸2mm，試片厚度1.2mm，材料B250P1。
2、左端對兩排單元的節點進行全約束（*BOUNDARY_SPC_option），右端對兩排單元的節點施加強迫運動（*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID）。
3、在試片中間建立彈簧單元來模擬標距，可以通過彈簧的變化量來計算應變。
工況一：加載端強迫位移15mm。
工況二：加載端強迫位移3mm，輸出dynain文件（包含殘余應力應變等）。
工況三：對拉伸試片映射工況二的殘余應力應變后，采用動態松弛，最后加載端強迫位移15mm。
以上僅作為學習研究的方法，涉及具體拉伸試驗對標等工作，需要做一定的調整。
展開 本文使用注塑成型工藝制備玻璃纖維增強 PC 復合材料，在 0.001～ 1000 s-1應變率范圍內開展纖維方向不同的玻璃纖維增強PC復合材料的拉伸力學行為實驗研究，并結合掃描電鏡對材料的失效機理進行系統分析。
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樣品制備
實驗采用與商業化電子產品外殼相同的制備工藝——注塑成型，確保材料微觀結構與實際產品一致。材料體系為短玻璃纖維增強PC復合材料，玻璃纖維質量分數為20%，纖維長度控制在0.1-0.2mm。
制備的平板試樣厚度控制在2.0mm，隨后按0°（流動方向）、45°和90°（垂直流動方向）三個方向切割成標準測試試樣，模擬外殼注塑成型后不同位置的纖維取向狀態。
圖2 拉伸試件的加工及試件尺寸（單位：mm）
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評價方法設計
不同應變率下的拉伸實驗均在室溫下進行。
準靜態拉伸實驗在電子萬能材料實驗機上（圖3）開展，試件標距段長度為 7 mm，因此，設置拉伸速率為 0.007 mm/s。
圖3 25t電子萬能試驗機
中應變率拉伸實驗設備為高速拉伸實驗機（圖4），設置拉伸速率為 7 mm/s。
圖4 高速拉伸實驗機
動態拉伸實驗在分離式霍普金森桿裝置（見圖 5）上開展。動態拉伸實驗中，采用高強度粘膠將試件粘貼于入射桿和透射桿之間，氣室中的壓縮氣體推動炮管內圓環管，圓環管撞擊入射桿端部的法蘭盤，在入射桿內部產生拉伸應力波。當應力波傳遞到試件時，部分應力波通過試件標距段后向透射桿傳遞，另一部分應力波則以反射波形式沿入射桿傳回。通過粘貼于入射桿和透射桿上的電阻應變片記錄入射波、反射波和透射波的應變信號。
展開 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
展開 即使擁有如此利器，設計一種同時具備高拉伸性（> 3000%）和強粘附性（在皮膚表面的粘附強度> 30 kPa）的水凝膠仍面臨居多挑戰。首先，貽貝啟發的水凝膠的形成大都無法擺脫對共價交聯劑的依賴，這不僅導致本體聚合物網絡變得死板，難以在遭遇形變時實現有效的能量耗散，并且也限制了水凝膠與周圍界面的相互作用。其次，水凝膠在本體和界面內的動態相互作用位點往往不足，制約了水凝膠拉伸性和粘附性的同步提升。
針對這些難題，香港城市大學王鉆開教授團隊報道了一種完全基于單寧酸介導的相互作用（TEDI）而實現超強拉伸性、高粘附性和自修復性的離子水凝膠（如圖1）。其中單寧酸介導的動態相互作用發揮了兩個重要作用：一方面提供足夠的非共價交聯，完全取代了常規共價交聯在凝膠化中的作用，另一方面充當調控平臺，實現對水凝膠的本體/界面性質的精確控制。相較于傳統的貽貝水凝膠，TEDI水凝膠展現出優越的拉伸性（可被拉伸至原始長度的73倍），卓越的自愈能力和強大的粘附性（在豬皮表面的粘附強度可達50 kPa）。這些優異的性能使TEDI水凝膠能夠作為自粘、柔性的類皮膚傳感器，準確檢測人體運動。此外，TEDI策略為設計下一代離子水凝膠提供了新的機會，對可穿戴電子設備和醫療保健監測的應用很有價值。
圖1. TEDI水凝膠的設計。(a) TEDI水凝膠的制備過程和化學結構。(b) 利用SEM證明成功凝膠化。(c) TEDI水凝膠的強粘附力來源于TA分子與基底間的界面相互作用。
圖2. TEDI水凝膠的機械性能。(a) TEDI水凝膠和化學交聯的P(AAc-co-AAPBA)水凝膠的應力-應變曲線。(b) TEDI水凝膠被拉伸至7000%應變時的實物圖。
展開 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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