abaqus材料密度的案例
復(fù)合材料的比應(yīng)變能密度破壞準(zhǔn)則
https://zhuanlan.zhihu.com/p/612344564
聲明：本文僅介紹他人成果
今天找文獻(xiàn)的時候看到中國科學(xué)院力學(xué)研究所在88年發(fā)的一文章，文章很短，講了了一個復(fù)材準(zhǔn)則:比應(yīng)變能密度破壞準(zhǔn)則.可以用于預(yù)測復(fù)合材料破壞強度（在什么應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生失效）。
利用abaqus基于位錯密度模型進(jìn)行切削過程中位錯密度和晶粒尺寸仿真（VUSDFLD）
位錯密度模型基于Hongtao Ding的論文；
注塑成型材料收縮率與密度速查表
戳我進(jìn)入社區(qū)：注塑和模具人的網(wǎng)上家園
材料
標(biāo)稱
密度
收 縮 率
[g/cm3]
[%]
聚苯乙烯
PS
1.05
0.3-0.6
聚苯乙烯，中.高沖擊性
HI-PS
1.05
0.5-0.6
聚苯乙烯-丙烯晴
SAN
1.08
0.5-0.7
丙烯晴-丁二烯-苯乙烯
ABS
1.06
0.4-0.7
苯烯晴-苯乙烯-丙烯酸
ASA
1.07
0.4-0.6
低密度聚乙烯
LDPE
0.954
1.5-4.0
高密度聚乙烯
HDPE
0.92
1.5-3.6
聚丙烯
PP
0.915
1.0-2.5
聚本烯-GR
PPGR
1.15
0.5-1.2
聚甲基戊烯
PMP
0.83
1.5-3.0
軟質(zhì)聚氯乙烯
PVC-soft
1.38
1.0-2.5
展開 這種材料厲害！鈦的強度、木材的密度！
日前，美國研究人員開發(fā)出一種輕而堅固的新材料——他們稱之為“金屬木材”。因為它具有高金屬的機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性，以及接近天然材料如木材的密度。相關(guān)論文近期發(fā)表在Nature旗下期刊Scientific Reports。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41598-018-36901-3
這種材料是一種鎳基多孔材料。材料的強度源于尺寸相關(guān)的承重鎳支柱的加強，其直徑小至17納米，其8 GPa屈服強度超過塊狀鎳的4倍。 這種材料的機械性能可通過改變納米級幾何形狀來控制，強度在90-880 MPa范圍內(nèi)變化，模量在14-116 GPa范圍內(nèi)變化，密度在880-14500 kg / m3范圍內(nèi)變化。
研究人員“金屬木材”的微觀樣本
原子的堆垛方式?jīng)Q定了金屬的強度。例如，一個完美堆垛的鈦樣品的強度將是我們今天制造的任何鈦的10倍。這是因為在制備過程中不可避免會產(chǎn)生各種缺陷，從而影響材料整體性能，所受應(yīng)力往往遠(yuǎn)低于金屬本身的理論強度極限。
科研人員通過一種建筑學(xué)的方法，控制金屬納米尺度的分布減少缺陷的影響。每個原子被精細(xì)地擺放在適當(dāng)?shù)奈恢茫@得了驚人的強度重量比。下圖是這種材料的制備過程：
他們通過將幾百納米寬的塑料球懸浮在水中，當(dāng)蒸發(fā)時水逐漸消失，球體變成整齊的結(jié)晶圖案。然后用薄的鉻電鍍并用鎳填充球體。最后塑料被溶解，剩下的就是一個帶孔洞的金屬支柱網(wǎng)絡(luò)，有大約70％是空的，使其足夠輕，因此相對于它的強度，密度非常低，可以漂浮在水中。一種不錯的想法是將金屬木材與其他材料相結(jié)合，例如注入正極和負(fù)極材料，可將金屬木材變成一種非常堅固的電池。
來源：材料科學(xué)與工程
展開 
什么材料的密度為鋼的5％，但強度卻是鋼的10倍？
麻省理工學(xué)院（MIT）的一個研究小組用多材料3D打印機研究了最強的輕質(zhì)材料之一。通過壓縮和熔化石墨烯片，他們創(chuàng)造出一種密度為鋼的5％、強度為鋼的10倍的材料。
研究人員通過對石墨烯片進(jìn)行熱和壓力的壓縮，他們最終得到一種堅固而穩(wěn)定、有點像珊瑚的結(jié)構(gòu)。隨即，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：正是這種不尋常的、類似珊瑚的形狀，使得壓縮后的石墨烯變得如此之強，而不是材料本身的性質(zhì)。因此，通過在塑料等其他更便宜的材料上復(fù)制這種3D形式，科學(xué)家可以更低的成本實現(xiàn)類似于石墨烯的強度。
當(dāng)把石墨烯結(jié)構(gòu)壓縮至極限時，研究人員發(fā)現(xiàn)他們得到了一種令人難以置信的堅固材料，其密度為鋼的5％，但強度卻是鋼的10倍。通過分析壓縮后的石墨烯片的幾何排列，研究人員能用3D打印機部分重現(xiàn)這種最強材料。
石墨烯有如此優(yōu)良特性，它會替代鋼鐵嗎？
石墨烯的熱度在不斷上升
自2004年康斯坦丁博士通過膠帶從石墨上分離出石墨烯以來，關(guān)于石墨烯的話題就在不斷升溫。
近些年，各類媒體鋪天蓋地的報道終于將石墨烯推向了話題的風(fēng)口浪尖——醫(yī)療、地產(chǎn)、汽車、計算機、生物等行業(yè)都與此有關(guān)。一時間，石墨烯幾乎成為了前沿科技的代名詞，貌似在對外宣傳時不搭上石墨烯就不算高科技產(chǎn)業(yè)。石墨烯為何如此之火，真的會成為繼“煤炭、鋼鐵、硅”之后人類的第四大材料嗎？讓現(xiàn)實發(fā)展給我們答案吧。
第一種由單層原子構(gòu)成的材料
碳原子之間相互連接成六角網(wǎng)格。
展開 新材料！密度為鋼的5％，強度卻是鋼的10倍!
隨即，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：正是這種不尋常的、類似珊瑚的形狀，使得壓縮后的石墨烯變得如此之強，而不是材料本身的性質(zhì)。因此，通過在塑料等其他更便宜的材料上復(fù)制這種3D形式，科學(xué)家可以更低的成本實現(xiàn)類似于石墨烯的強度。
當(dāng)把石墨烯結(jié)構(gòu)壓縮至極限時，研究人員發(fā)現(xiàn)他們得到了一種令人難以置信的堅固材料，其密度為鋼的5％，但強度卻是鋼的10倍。通過分析壓縮后的石墨烯片的幾何排列，研究人員能用3D打印機部分重現(xiàn)這種最強材料。
石墨烯有如此優(yōu)良特性，它會替代鋼鐵嗎？
石墨烯的熱度在不斷上升
自2004年康斯坦丁博士通過膠帶從石墨上分離出石墨烯以來，關(guān)于石墨烯的話題就在不斷升溫。
近些年，各類媒體鋪天蓋地的報道終于將石墨烯推向了話題的風(fēng)口浪尖——醫(yī)療、地產(chǎn)、汽車、計算機、生物等行業(yè)都與此有關(guān)。一時間，石墨烯幾乎成為了前沿科技的代名詞，貌似在對外宣傳時不搭上石墨烯就不算高科技產(chǎn)業(yè)。石墨烯為何如此之火，真的會成為繼“煤炭、鋼鐵、硅”之后人類的第四大材料嗎？讓現(xiàn)實發(fā)展給我們答案吧。
第一種由單層原子構(gòu)成的材料
碳原子之間相互連接成六角網(wǎng)格。鉛筆里用的石墨就相當(dāng)于無數(shù)層石墨烯疊在一起，而碳納米管就是石墨烯卷成了筒狀。
由于碳原子之間化學(xué)鍵的特性，石墨烯很頑強：可以彎曲到很大角度而不斷裂，還能抵抗很高的壓力。而因為只有一層原子，電子的運動被限制在一個平面上，為它帶來了全新的電學(xué)屬性。石墨烯在可見光下透明，但不透氣。這些特征使得它適合作為保護層和透明電子產(chǎn)品的原料。
展開 西安交大開發(fā)出高密度固態(tài)儲氫材料
近日
，西安交通大學(xué)科研團隊開發(fā)出高密度固態(tài)儲氫材料——石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料，
可實現(xiàn)儲氫材料安全、可控、穩(wěn)定釋氫，克服氫氣低溫釋放難題。相關(guān)成果被央視財經(jīng)頻道節(jié)目《創(chuàng)業(yè)英雄匯》報道。
傳統(tǒng)的氫氣儲運主要通過高壓氣態(tài)法或低溫液態(tài)法實現(xiàn)，高壓氣態(tài)法對容器質(zhì)量要求高、容易造成氫氣的泄露，安全性低。低溫液態(tài)法需要將氫氣冷卻至-200℃以下，成本昂貴，經(jīng)濟性差導(dǎo)致適用范圍小。同時這兩種方法都必須使用笨重的罐體來承壓或保溫，造成了巨大的有效質(zhì)量損失，導(dǎo)致總儲氫密度大幅降低。而近年來快速發(fā)展的常規(guī)固態(tài)儲氫材料將氫原子與金屬原子等結(jié)合實現(xiàn)氫的儲存，是一種更安全、高效的儲氫方式，但常規(guī)材料中氫的釋放存在條件苛刻、動力學(xué)緩慢、脫氫不完全、氫氣純度低、催化劑昂貴、催化劑中毒等難以克服的問題，同樣限制了其在商業(yè)領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用。
針對此問題，西安交通大學(xué)電氣學(xué)院張錦英教授團隊開發(fā)了石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料，以高活性輕金屬氫化物為原材料，在不同組分界面建立石墨烯界面納米閥結(jié)構(gòu)，通過界面納米閥非催化動力學(xué)調(diào)控機制實現(xiàn)儲氫材料安全、可控、穩(wěn)定釋氫。同時該界面納米閥結(jié)構(gòu)能有效隔絕水氧，杜絕氫氣自發(fā)泄露，提高材料的儲運安全性，避免了使用笨重的高壓金屬罐或者添加額外的保護裝置來進(jìn)行運輸，極大地提高了材料便攜性和系統(tǒng)儲氫密度。同時張錦英教授團隊還克服了氫氣低溫釋放的行業(yè)性難題，實現(xiàn)了石墨烯界面納米閥固態(tài)儲氫材料在-40~85℃寬溫度范圍穩(wěn)定工作，并成功在50W、200W和1000W燃料電池系統(tǒng)上進(jìn)行了不同載荷驗證。目前團隊正在進(jìn)行基于此新型儲氫技術(shù)的便攜式氫能電源、無人機、氫能源電動車等產(chǎn)品的設(shè)計和開發(fā)。
展開 什么材料的密度為鋼的5％，但強度卻是鋼的10倍？
麻省理工學(xué)院（MIT）的一個研究小組用多材料3D打印機研究了最強的輕質(zhì)材料之一。通過壓縮和熔化石墨烯片，他們創(chuàng)造出一種密度為鋼的5％、強度為鋼的10倍的材料。
研究人員通過對石墨烯片進(jìn)行熱和壓力的壓縮，他們最終得到一種堅固而穩(wěn)定、有點像珊瑚的結(jié)構(gòu)。隨即，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)：正是這種不尋常的、類似珊瑚的形狀，使得壓縮后的石墨烯變得如此之強，而不是材料本身的性質(zhì)。因此，通過在塑料等其他更便宜的材料上復(fù)制這種3D形式，科學(xué)家可以更低的成本實現(xiàn)類似于石墨烯的強度。
當(dāng)把石墨烯結(jié)構(gòu)壓縮至極限時，研究人員發(fā)現(xiàn)他們得到了一種令人難以置信的堅固材料，其密度為鋼的5％，但強度卻是鋼的10倍。通過分析壓縮后的石墨烯片的幾何排列，研究人員能用3D打印機部分重現(xiàn)這種最強材料。
石墨烯有如此優(yōu)良特性，它會替代鋼鐵嗎？
石墨烯的熱度在不斷上升
自2004年康斯坦丁博士通過膠帶從石墨上分離出石墨烯以來，關(guān)于石墨烯的話題就在不斷升溫。
近些年，各類媒體鋪天蓋地的報道終于將石墨烯推向了話題的風(fēng)口浪尖——醫(yī)療、地產(chǎn)、汽車、計算機、生物等行業(yè)都與此有關(guān)。一時間，石墨烯幾乎成為了前沿科技的代名詞，貌似在對外宣傳時不搭上石墨烯就不算高科技產(chǎn)業(yè)。石墨烯為何如此之火，真的會成為繼“煤炭、鋼鐵、硅”之后人類的第四大材料嗎？讓現(xiàn)實發(fā)展給我們答案吧。
第一種由單層原子構(gòu)成的材料
碳原子之間相互連接成六角網(wǎng)格。
展開 低密度聚丙烯材料在商用車輕量化應(yīng)用開發(fā)
引言
在汽車輕量化和節(jié)能的壓力下，各OEM紛紛采用碳纖維復(fù)合材料、輕質(zhì)鋁合金、高強度鋼、薄壁化設(shè)計等措施進(jìn)行減重。雖然這些技術(shù)可以實現(xiàn)大幅度的減重，但這些措施輕則更改模具，重則更改生產(chǎn)工藝，投入成本太高、驗證周期長、風(fēng)險較高，在國內(nèi)OEM推廣存在困難。
目前中低端汽車門板內(nèi)飾板、側(cè)圍飾板、立柱飾板材料大多采用PP類材料，全車內(nèi)飾用量約50kg。開發(fā)低密度的PP類材料可以無需更改模具和注塑設(shè)備，調(diào)整注塑工藝即可得到尺寸和性能滿足要求的零件，實現(xiàn)輕量化。集團種子基金支持主要用于PP、POE、添加劑和填料等材料購買、加工費和測試費。
1 材料開發(fā)
1.1 材料開發(fā)思路
目前中低端汽車門板內(nèi)飾板、側(cè)圍飾板、立柱飾板、座椅飾板、副儀表板材料大多采PP+EPDM-T20，整車內(nèi)飾用量約50kg。PP+EPDM-T20是以PP(聚丙烯)為基材添加約10%的EPDM（三元乙丙橡膠）作為增韌相，添加20%的滑石粉改善材料的強度、剛度和尺寸穩(wěn)定性。PP密度0.92g/cm3，EPDM密度0.87 g/cm3，滑石粉密度2.7-2.8g/cm3。在保持材料性質(zhì)不變同時降低滑石粉的使用量可以降低材料的密度，實現(xiàn)輕量化。
1.2 材料開發(fā)原理
主體基材聚丙烯是主鏈為亞甲基和次甲基交替、側(cè)鏈為甲基的線性聚合物，其分子極性小，易結(jié)晶，低密度和化學(xué)惰性等性能。純的聚丙烯由于存在機械強度較低、耐熱性差、收縮變形大等缺陷，不能滿足車內(nèi)飾塑料件要求（見表1）。隨著結(jié)晶度的提高，PP材料的拉伸強度、彎曲模量、硬度都有明顯提高。
展開 關(guān)注 | 寧波材料所高能量密度鋰電池研究取得系列進(jìn)展
高能量密度鋰電池研究取得系列進(jìn)展
鋰金屬二次電池是突破500Wh/kg能量密度的下一代電池技術(shù)的重要發(fā)展方向。相較于傳統(tǒng)鋰離子電池，該電池體系對正、負(fù)極材料和電解液等關(guān)鍵材料以及電池設(shè)計與構(gòu)建等均提出了新的要求。具有高放電比容量（～300 mAh/g）的富鋰錳基正極材料被認(rèn)為是實現(xiàn)這一技術(shù)目標(biāo)的理想之選，但其電壓衰減、首次不可逆容量大、循環(huán)壽命不佳等問題依然突出。而金屬鋰負(fù)極的電化學(xué)沉積/溶解行為可逆性差、易于枝晶狀生長、充放電過程中體積變化大以及“死鋰”堆積等問題也亟待解決。對于電解液，則需要同時匹配新型正負(fù)極材料的需求，并平衡注液量、粘度和電導(dǎo)率間的關(guān)系。此外，鋰金屬二次電池的電芯設(shè)計、組裝工藝和測試規(guī)程等也無法照搬傳統(tǒng)鋰離子電池工藝體系，需要大量的工藝創(chuàng)新。因此，鋰金屬二次電池技術(shù)發(fā)展面臨著巨大挑戰(zhàn)。近五年來，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所劉兆平研究團隊在高能量密度鋰電池關(guān)鍵材料及體系構(gòu)建等方面開展了深入探索，取得了系列進(jìn)展。
展開 電池包減重提升動力電池能量密度 碳纖維復(fù)合材料可“止痛”
根據(jù)計劃，財政補助到2020年將持續(xù)減少，電池能量密度在每千克160瓦時（Wh/kg）或以上的新能源汽車，可享受新補貼政策的最高補貼。
但是，工信部2019年第2批推薦目錄中，純電動乘用車83款，其中電池系統(tǒng)能量密度達(dá)到160Wh/Kg的只有13款。鳳凰環(huán)氧樹脂127https://www.hongyantu.com/goodlist/sz/48285.html
而按照我國政府規(guī)劃，到2020年動力電池單體能量密度大于300Wh/Kg，系統(tǒng)能量密度可到260Wh/kg。
“提高電池包質(zhì)量能量密度的需求十分迫切。”中科院電動汽車研發(fā)中心（天津）副主任、天津中科先進(jìn)技術(shù)研究院材料事業(yè)部部長曹曉燕博士在由尋材問料?主辦的“2019?第五屆碳纖維及其復(fù)合材料產(chǎn)業(yè)大會”上表示。
中科院電動汽車研發(fā)中心（天津）副主任、天津中科先進(jìn)技術(shù)研究院材料事業(yè)部部長曹曉燕博士
提高輕量化水平可間接提高動力電池能量密度。曹曉燕博士認(rèn)為，出于安全性考慮，提高電池系統(tǒng)能量密度的工作重心已經(jīng)由提高電芯能量密度轉(zhuǎn)為整個系統(tǒng)減重。
數(shù)據(jù)可能體現(xiàn)會更直觀。曹曉燕博士指出，電池包在整個電動汽車重量的占比達(dá)到29%，因此電池包的減重對電動汽車減重貢獻(xiàn)巨大，需要加大電池包輕量化技術(shù)研究力度。
另外，電動汽車安全性問題也是普遍關(guān)注的敏感問題，電池包作為純電動汽車的核心部件，電池包的安全性直接影響到整車的安全性。
“電池包輕質(zhì)材料的發(fā)展，經(jīng)歷了從鋼到鋁合金、工程塑料，再到碳纖維及其復(fù)合材料的歷程。”曹曉燕博士表示，碳纖維復(fù)合材料具有密度低、比強度高、比剛度高、耐腐蝕抗老化性好等優(yōu)點，是開發(fā)電池包箱體、解決行業(yè)痛點的關(guān)鍵材料之一。
這從天津中科先進(jìn)技術(shù)研究院針對電動汽車領(lǐng)域關(guān)鍵核心部件，開發(fā)的新型復(fù)合材料電池包外殼實際案例也能看出。
展開 
Mater.綜述：面向低功耗和高密度數(shù)據(jù)存儲器應(yīng)用的相變超晶格材料：微觀圖像
當(dāng)下迫切需要具有快速度、高密度和低功耗的非易失性電子存儲器件來應(yīng)對這些問題。相變存儲技術(shù)作為最早進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用之一的高速非易失性存儲技術(shù)備受全球半導(dǎo)體業(yè)界關(guān)注，然而目前還面臨著功耗高等難題，這對高密度存儲集成電路進(jìn)一步開發(fā)帶來障礙。
【成果簡介】
近日，來自吉林大學(xué)的李賢斌副教授、陳念科博士和清華大學(xué)孫洪波教授聯(lián)合在Advanced Functional Materials上發(fā)表綜述文章，題為：Phase‐Change Superlattice Materials toward Low Power Consumption and High Density Data Storage: Microscopic Picture, Working Principles, and Optimization。本文首先總結(jié)了相變存儲材料在信息技術(shù)中的廣泛應(yīng)用，特別介紹近幾年相變存儲材料領(lǐng)域的研究熱點—GeTe/Sb2Te3超晶格材料在超低功耗數(shù)據(jù)存儲中的重要前景。然后，討論了相變超晶格在微觀原子結(jié)構(gòu)和工作原理探究方面的主要進(jìn)展，并對目前提出的主流工作機制進(jìn)行點評和分析：開發(fā)超晶格相變存儲器的日本產(chǎn)綜研最早提出Ge層整體翻轉(zhuǎn)的工作機制，然而該機制面臨原子跳變勢壘大、原子模型難以被電鏡實驗觀察等困難，在此上介紹了業(yè)界最近提出的另外幾種重要機制，包括微區(qū)部分融化（部分非晶化）機制、堆疊層錯輔助金屬絕緣體相變機制、應(yīng)變輔助相變機制等。文章進(jìn)一步討論了超晶格材料制備方法、材料組分和元素?fù)诫s對器件性能的影響，并據(jù)此提出提升器件性能的超晶格材料優(yōu)化策略。最后，展望了超晶格相變存儲材料的新型應(yīng)用。
展開 中國海洋大學(xué)史志成課題組AFM：設(shè)計了一種兼具高效率和高能量密度的非對稱三層全聚合物介質(zhì)復(fù)合材料
為了滿足電力電子設(shè)備的高度集成化發(fā)展，近年來，國內(nèi)外學(xué)者針對介電材料的儲能密度提升開展了大量研究。然而，儲能密度的提升通常會導(dǎo)致充放電效率降低，成為限制高儲能密度介電材料發(fā)展的瓶頸。
近日，中國海洋大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院史志成副教授課題組在前期線性/非線性介電雙層材料研究（J. Mater. Chem. A, 2020, 8, 5750-5757.）基礎(chǔ)上，通過在線性層和非線性層之間引入功能過渡層，設(shè)計了一種新型的非對稱三層結(jié)構(gòu)線性/非線性介電復(fù)合薄膜。非線性層的高極化提供了高儲能密度，而線性層的低損耗提供了高充放電效率，從而使三層薄膜可以獲得均衡的儲能密度和充放電效率。尤其是，過渡層的引入有效地緩和了線性層和非線性層之間的顯著介電性能差異，使電場重新分布，且層間界面對擊穿路徑擴展會產(chǎn)生阻礙作用，從而獲得擊穿強度的顯著提升。結(jié)果表明，相對于不含過渡層的雙層薄膜，該三層薄膜在保持高充放電效率的同時，儲能密度提升了約一倍。該研究為兼具高儲能密度和高效率的介電復(fù)合材料提供了新的設(shè)計策略，成果以“Asymmetric Trilayer All-Polymer Dielectric Composites with Simultaneous High Efficiency and High Energy Density: A Novel Design Targeting for Advanced Energy Storage Capacitors”為題，發(fā)表在材料領(lǐng)域國際頂尖期刊《先進(jìn)功能材料》上（Advanced Functional Materials, 2021, IF2020=16.836）。
展開 abaqus切削仿真VUSDFLD子程序講解（基于位錯密度模型） ￥50
abaqus切削仿真VUSDFLD子程序講解（基于位錯密度模型）
在abaqus中添加自己的材料庫/abaqus建材料庫
輸入材料庫的名稱，選擇儲存位置，位于abaqus的數(shù)據(jù)定義的目錄下。
點擊OK，在上述的目錄下會生成MyMaterialLibrary.lib文件，同時界面中Library Materials增加了新定義的材料庫的總目錄。
5、
點擊add category ，可以分別添加concrete 和steel 的子目錄。
分別在子目錄下面可以點擊左箭頭，添加對應(yīng)的材料。
6、
點擊rename可以重命名材料，點擊Tags可對每個具體的材料模型添加標(biāo)簽說明。
7、完成定義后，點擊save changes。
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