abaqus相變模擬的案例
abaqus模擬材料相變的方法及代碼
奧氏體向馬氏體轉變會產生相變應力，如何在abaqus中實現相變應力的模擬的，現在主要有兩種方法：1 umat，2 usdfld+uexpan，對于第一種方法必須是理論功底很深厚的abaqus資深玩家才可能在較短的時間內搞定，否則還是放棄吧，對于第二種模擬方法，也必須有理論功底，并且熟悉abaqus的二次開發才可以，由于設計到程序開發這塊，不是一兩句能描述的清楚，所以如果大家還有什么更多疑問可以站內私信咨詢，我做過奧氏體向馬氏體的二次開發程序，而且還做過同時包含反向的相變程序，以及一種材料向另一種材料轉變的程序，希望可以幫到大家
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展開 【雙穩態結構】PXCM相變細胞材料加、卸載過程Abaqus模擬
在外界載荷作用下，細胞會經歷狀態的轉變，并耗散掉沖擊能量，有些文獻將微觀的相變概念擴展到此宏觀細胞材料之中，并稱之為相變細胞材料（PXCM）。
相變細胞材料的加、卸載試驗
2
Abaqus有限元模擬
最近幾年，有不少關于PXCM的基礎研究文獻，下面的案例物理模型源自于普渡大學Pablo研究小組2019年發表的一篇Nature，文章對幾種不同的PXCM結構設計進行了研究，應**博士的需求，我對其中一個結構的彈性鉸失穩以及整體結構0°/45°的加、卸載過程進行了Abaqus有限元模擬復現。
雙層余弦梁彈性鉸
A
彈性鉸失穩
拱形彈性結構受壓失穩過程中會突然翻轉，如果使用靜力學來計算失穩，必須用位移來控制加載（輸出RF），或者采用弧長法（輸出LPF），除此之外，還可以采用動力學方法來模擬這個過程。
算法對比
計算結果表明，隱式動力學和靜力學、弧長法給出的結果基本完全一樣。顯式算法捕捉到了一些高頻振動，載荷-位移曲線與其它方法整體一致。
B
整體加、卸載
為提高結構的可恢復性，整體模型彈性鉸幾何參數略有改變，對其加、卸載考慮了兩個比較特殊的方向，即0°（由于結構對稱性，0°-水平和90°-豎直方向的力學行為一致）和45°（對角線方向），輸出加、卸載的載荷-位移曲線，可以看到局部失穩導致的載荷波動。
0°加卸載曲線
45°加卸載曲線
參考文獻:
David Restrepo a, Nilesh D. Mankameb, Pablo D. Zavattieri a,“Phase transforming cellular materials”
Y. Zhang, D.
展開 Fluent模擬TNT炸藥受熱相變 ￥4.5
炸藥受熱過程溫度變化云圖
基于MEDC模型的鈦合金熱處理相變模擬
ODF數據定義
通過鈦合金熱處理冷卻過程模擬計算，能夠獲取熱處理后多種相轉變模擬結果數據曲線，包括溫度、初生α相尺寸、初生α相體積分數、β相體積分數、二次α相體積分數、總α相體積分數、二次α相開始溫度、二次α相形成的臨界冷卻率等。
各轉變結果及相變-時間曲線圖
在織構轉變方面，能夠顯示ODF云圖、極圖、反極圖，以及HCP晶體結構的Kearns數。
初生α相、二次α相、β相及總α相極圖
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Fluent專家-udf-1 (液體的蒸發相變模擬)
evaporation and condensation.rar
液體水-水蒸汽udf.txt
watervapor.c.txt
wb.rar
wb11.rar
Fluent專家-udf-1
(液體的蒸發相變模擬)
案例簡介
本案例對二維容器內水的蒸發相變過程進行模擬分析，容器底部被持續加熱，容器內裝滿水，液面為自由液面，與底部接觸的水蒸發形成水蒸汽氣泡，并逐漸上竄至液面逸出，屬于動態變化過程。
本案例通過udf來定義了水與水蒸汽之間的轉換。
干貨：基于MEDC模型的鈦合金熱處理相變模擬
ODF數據定義
通過鈦合金熱處理冷卻過程模擬計算，能夠獲取熱處理后多種相轉變模擬結果數據曲線，包括溫度、初生α相尺寸、初生α相體積分數、β相體積分數、二次α相體積分數、總α相體積分數、二次α相開始溫度、二次α相形成的臨界冷卻率等。
各轉變結果及相變-時間曲線圖
在織構轉變方面，能夠顯示ODF云圖、極圖、反極圖，以及HCP晶體結構的Kearns數。
初生α相、二次α相、β相及總α相極圖
IBM推出具有相變存儲器的8位模擬芯片
12月3號，在舊金山舉行的IEEE國際電子器件會議（IEEE International Electron Devices Meeting）上，來自IBM的報告介紹了一種新的8位模擬芯片。但真正的發展并不是模擬芯片追趕上了數字芯片，而是對芯片架構的徹底重新思考。該芯片是第一個在存儲信息的地方執行8位計算的芯片。
這項研究的首席研究員Abu Sebastian（來自IBM蘇黎世研究中心）說，在傳統的馮·諾依曼芯片架構中，數據不斷地在內存和處理器之間穿梭，這消耗了寶貴的能量和時間。內存計算是降低功耗同時提高性能的合乎邏輯的下一步。這方面的進步對于硬件跟上人工智能的發展是必要的。
IBM的新型模擬芯片是基于相變存儲器的。關鍵成分是一種可以對電流作出反應而發生相變的材料。它們通常是鍺、碲和銻的合金。在導電的那個相中，原子排列得很整齊。在另一個不導電的相中，原子四處運動，被電流局部加熱，變得雜亂無章。
兩個電極之間的相變材料不會像0和1那樣在有序和雜亂的排列之間完全切換。相反，在任何時間點，都是兩種排列的混合：材料的總電阻取決于原子雜亂排列的區域的大小。
Sebastian說：“我們正在根據原子排列對信息進行編碼?！崩?，神經網絡的權重可以以相變存儲器設備中的電阻的方式來存儲和訪問。
但這些電阻存在漂移和波動的問題。因為當讀取信息時電流通過相變材料，所以原子排列雜亂的區域每次都會改變一點——這限制了這種器件的精度和實用性。
為了解決這個問題，IBM的研究人員給相變存儲器引入了一個所謂的投影段（projection segment）。
展開 南京大學劉輝組用光學芯片模擬宇宙量子相變與時空"破洞"
圖二 二維彎曲超材料模擬負質量宇宙弦(a)和正質量宇宙弦(e); 負質量宇宙弦排斥光束的實驗結果(b-d); 正質量宇宙弦吸引光束的實驗結果(f-h).
普通的光學介質在對光場進行操控的時候，總會改變光場的部分性質，讓光場攜帶的信息丟失，例如最簡單的光學反射會翻轉光場的左右分布(圖三(a)), 而普通天體引力透鏡會導致光場的形變和發散(圖三(b)),而宇宙弦拓撲時空中光場的傳遞是具有很好的魯棒性，光場的分布被整體地保護起來，光信息的傳遞基本沒有損失(圖三(c))。為了進一步證明這種拓撲時空對光信息的無損傳遞特性，研究組將各種復雜光場耦入光學芯片中，例如多光束光場(圖三(d))和Airy光束(圖三(e))，實驗結果顯示光場在拓撲時空中傳輸，光場被很好地保護起來而沒有被破壞。
圖三(a)普通光學反射; (b)普通天體的引力透鏡效應; (c) 拓撲時空中光場的傳輸; (d) 光學芯片中多光束傳輸實驗; (e) 光學芯片中Airy光束傳輸實驗; (f)宇宙真空場的自發對稱性破缺; (g)調節材料損耗模擬拓撲相變; 相變過程中超材料光學模式的改變(h)與對稱性破缺(i)。
根據當代量子宇宙模型，時空缺陷是在宇宙量子相變過程中，真空場自發對稱性破缺所導致的結果(圖三(f))。研究組通過在光學芯片中調節材料損耗系數來模擬時空的拓撲相變過程(圖三(g))。結果表明當材料損耗較大，超材料表現為各項同性 (圖三(h))，真空場處于對稱相(圖三(i))，時空無拓撲特性；當材料損耗降低至臨界點以下，超材料表現為各項異性(圖三(h))，真空場對稱性自發破缺(圖三(i))，時空具有非平庸拓撲特性。這些結果顯示損耗可以做新的自由度在芯片上調控光子的拓撲性質。
展開 ABAQUS固態相變
有償求焊接過程中固態相變ABAQUS教學視頻。
冷凍保存中液態介質發生相變過程的溫度場、速度場和固體力學場模擬 ￥1500
本文章展示了基于COMSOL軟件建立的多物理場耦合數值模型，解決了在低溫保存過程中熱傳導和流體流動問題的耦合問題，同時得到了液態介質發生相變過程中的流動性質、溫度場以及應力場，部分結果展示如下：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
fluent模擬相變材料的問題，初始化的時候出現警告，后續計算一直不收斂
fluent模擬相變材料的問題，初始化的時候出現警告，后續計算一直不收斂
積鼎 VirtualFlow 案例 | 環路熱管相變換熱模擬，實現微通道氣液兩相、單相及流固耦合仿真計算
但是其結構緊湊、面對長距離以及多點復雜的高熱流密度熱源的散熱現象，普通的測量設備很難精確的測量相變過程的溫度、速度等參數的變化；同時試驗的周期較長，費用很高，導致研發周期和成本都急劇增加。
針對上述現象，用戶單位某物理研究所提出需要環路熱管相變換熱整體解決方案，幫助其在熱管的研發設計前期，用仿真替代一部分試驗，縮短研發周期。
項目目標
積鼎基于公司現有的VirtualFlow軟件，通過對兩相流動的毛細力和沸騰換熱、冷凝換熱的研究，完善相關的求解算法和物性參數庫，形成熱管相變冷卻的整體解決方案。其可用于模擬吸液芯的毛細現象、蒸發管的沸騰、冷凝器的冷凝等復雜現象，解決熱管試驗參數不易測量和試驗成本高等問題。
軟件可以對流體回路的部件及換熱器等進行微觀的氣液兩相、單相、流固耦合等模擬仿真計算，提取所仿真的物理現象及趨勢，并能與理論計算比較驗證。
2. 解決方案及優勢
主要算法和計算流程
軟件具備在含有不凝性氣體的工質中計算蒸發及冷凝相變的能力，適用于蒸發器、冷凝器等存在不凝性氣體的設備的相變計算。
采用該軟件進行不凝性氣體凝結和蒸發相變數值模擬時，多相流模型均采用mixture模型，并啟用組分輸運模型，分別求解連續方程、體積分數方程、動量方程、能量方程和組分擴散方程，蒸發和冷凝過程中的相變通過UDF（User Define Function）在體積分數方程、能量方程和組分輸運方程中分別添加質量源項、能量源項和相等的質量源項實現。
本軟件提供組分輸運模型，其為基于組分質量分數的輸運方程解，可利用預先定義的蒸發及冷凝機制對蒸發及冷凝過程進行模擬。在自研軟件中考慮到多組分的輸運時，將混合氣體作為一個研究的整體，利用多組分模型可以很好地解決含有兩種或者兩種以上組分的系統。
展開 ABAQUS案例：CFRP加固H型鋼梁有限元模擬 ￥19.89
1.部件創建
1.1.1選擇模塊，點擊（創建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.1.2.點擊創建線，輸入如下坐標
1.1.3.點擊鼠標中鍵，輸入拉伸深度2000，得到工字鋼模型。
1.2.1點擊（創建部件）按鈕，【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Shell】，【Type】選擇【Planar】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
1.2.2點擊創建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，1000）。點擊鼠標中鍵，得到CFRP模型。
1.3點擊（創建部件）按鈕，名稱輸入【diankuai】
【Modeling Space】模型空間選擇【3D】,【Type】類型選擇【Deformable】可變形的，【Shape】選擇【Solid】，【Type】選擇【Extrusion】，大致尺寸【Approximate size】輸入2000.
點擊創建矩形，輸入如下坐標（0，0），（72，54）點擊鼠標中鍵，點擊鼠標中鍵，拉伸深度為30.
2.材料定義與指派
2選擇模塊，定義材料屬性
2.1.1點擊創建材料，輸入材料名稱Q235.點擊【Mechanical】，再點擊【Elasticity】→【Elastic】，定義彈性模量輸入2e5，泊松比輸入0.2。
2.1.2點擊【Mechanical】，再點擊【Plasticity】→【Plastic】，定義材料塑性參數。（
展開 BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 Abaqus模擬橡膠大變形/模擬橡膠彎曲
Abaqus為用戶提供了多種本構關系來模擬超彈性材料，這種材料具有高度非線性，當Abaqus進行模擬時假設這種材料是具有彈性、各向同性，并且同時考慮幾何非線性效應。與材料的剪切柔度相比，對于大多數類似橡膠的固體材料，其可壓縮性非常小，當分析對象為平面應力問題、殼、薄膜、梁、桁架、或者鋼筋等，這個問題不值得關注。但是對于固體、平面應變或者軸對稱問題卻不能忽略。對此，Abaqus/Standard提供了雜交單元來模擬超彈性材料中完全的不可壓縮行為。
橡膠材料力學性能的描述方法主要為兩類：一類是認為橡膠為連續介質的現象學描述；另一類是基于熱力學統計的方法?；谶B續介質力學的本構模型主要有Polynomial、Reduce Polynomial、Ogden模型等，其中Mooney-Rivlin模型是 Polynomial的特殊形式，Neo-Hookean 模型是Reduce Polynomial的特殊形式。基于熱力學統計主要有Arruda-Boyce和Van der Waals等本構模型。本文利用Abaqus模擬大變形的橡膠，具體步驟如下。
1、在Abaqus/CAE Sketch模塊中作出模型草圖，如圖1所示，然后在Part模塊中分別建立Push、Rubber、Base三個部件。其中Push為解析剛體，Base為離散剛體。
圖1 草圖
2、在Property模塊中定義橡膠的屬性，采用Mooney-Rivlin模型，參數如圖2所示，然后賦給Rubber部件。
圖2 橡膠參數設置
3、裝配，定義分析步，采用默認的場輸出和歷史輸出。為了保證剛開始能夠較容易收斂，設置分析步初始增量步為0.01，打開幾何非線性。
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