abaqus 彈性 模擬的案例
利用超彈性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行平面密封模擬（Mooney-Rivlin 超彈性模型） ￥3
經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)擬合試驗(yàn)表明，對(duì)于該材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)，雙參數(shù)“Mooney-Rivlin超彈性模型”擬合數(shù)據(jù)的效果優(yōu)于其他模型，決定采用雙參數(shù)Mooney-Rivlin模型。
本教程中使用的單位制是“美國(guó)習(xí)慣用單位 (in-lbm-lbf-s)”。
步驟 1：概述
汽車工業(yè)車門上的密封件。密封件是一條長(zhǎng)條橡膠，將被建模為平面應(yīng)變問題。進(jìn)行了一系列材料測(cè)試，包括單軸拉伸試驗(yàn)、雙軸拉伸試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)。
經(jīng)過一系列數(shù)據(jù)擬合試驗(yàn)表明，對(duì)于該材料試驗(yàn)數(shù)據(jù)，雙參數(shù)“Mooney-Rivlin超彈性模型”擬合數(shù)據(jù)的效果優(yōu)于其他模型，決定采用雙參數(shù)Mooney-Rivlin模型。
第 2 步：設(shè)置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析：
步驟3：工程數(shù)據(jù)（材料模型）
本教程最重要的部分是創(chuàng)建和定義材料數(shù)據(jù)。
創(chuàng)建一個(gè)名為“橡膠”的新材料：
擴(kuò)展超彈性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將單軸測(cè)試數(shù)據(jù)、雙軸測(cè)試數(shù)據(jù)和剪切測(cè)試數(shù)據(jù)添加到創(chuàng)建的材料模型中：
單軸測(cè)試數(shù)據(jù)參數(shù)：
雙軸測(cè)試數(shù)據(jù)參數(shù)：
剪切試驗(yàn)數(shù)據(jù)參數(shù)：
展開超彈性并將“Mooney-Rivlin 雙參數(shù)模型”測(cè)試數(shù)據(jù)添加到創(chuàng)建的材料模型中：
選擇“曲線擬合”，然后選擇“求解曲線擬合”：
再次右鍵單擊“曲線擬合”，并選擇“將計(jì)算值復(fù)制到屬性”：
點(diǎn)表示測(cè)試數(shù)據(jù)，線表示“雙參數(shù) Mooney-Rivlin 模型”擬合的曲線。
展開 基于ABAQUS超彈性材料橡膠襯套的剛度計(jì)算 附基于Abaqus的橡膠和粘彈性建模下載
橡膠材料作為一種具有可逆形變的高彈性、高分子聚合物材料，基于其在彈性特性方面所具有的超彈性與粘彈性一直被廣泛應(yīng)用于各個(gè)工程領(lǐng)域的減振制品中。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的橡膠制品，我們可以基于一些理論推導(dǎo)或工程經(jīng)驗(yàn)算法在設(shè)計(jì)初期來獲取其靜剛度特性。但由于橡膠具有非線性粘彈性與超彈性，這種理論計(jì)算結(jié)果往往與試驗(yàn)存在一定誤差，并且這種誤差在一般情況下是不可以忽略不計(jì)的，其具有一定的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值。
為減小誤差或?qū)崿F(xiàn)零誤差的前期預(yù)測(cè)，我們引入了有限元仿真分析技術(shù)，其可以通過控制模型參數(shù)與網(wǎng)格質(zhì)量實(shí)現(xiàn)較小誤差的預(yù)測(cè)計(jì)算。其價(jià)值也在各個(gè)行業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)中得到了很好的驗(yàn)證。本文基于減振襯套簡(jiǎn)單講訴一下基于ABAQUS軟件的橡膠制品靜剛度仿真分析過程。
仿真分析過程可分為三個(gè)大過程：前處理、求解計(jì)算和后處理。本文基于ABAQUS軟件設(shè)定的分析步驟，不再重點(diǎn)區(qū)分分析的三個(gè)過程，將操作過程拆分為：部件、屬性、裝配、分析步與輸出設(shè)置、相互作用、網(wǎng)格、加載、作業(yè)提交與監(jiān)管以及計(jì)算結(jié)果的可視化處理九個(gè)模塊，下面講訴橡膠襯套靜剛度仿真分析過程。
一、部件
由于本文主旨是為介紹橡膠剛度仿真的過程，所以選用了結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單的橡膠襯套為例，直接借助ABAQUS軟件的部件模塊常見如圖1所示的幾何模型。
圖1、幾何模型結(jié)構(gòu)圖
二、屬性
為了使仿真結(jié)果更接近與實(shí)驗(yàn)值或真實(shí)值，除了需要一個(gè)適合的仿真求解器和一個(gè)高質(zhì)量的網(wǎng)格文件，更需要選擇一個(gè)合適的橡膠本構(gòu)模型，在ABAQUS軟件中內(nèi)置了許多相對(duì)成熟的橡膠本構(gòu)模型（如圖2所示），我們可以通過指定相關(guān)的系數(shù)來實(shí)現(xiàn)本構(gòu)模型的定義,當(dāng)然我們還可以直接提交我們的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，交由ABAQUS軟件進(jìn)行擬合，得出相對(duì)精準(zhǔn)的參數(shù)。
展開 在 COMSOL 中模擬黏彈性流體
聚合物本身由兩個(gè)物理參數(shù)來表征：
黏度
弛豫時(shí)間
由于這個(gè)問題是無量綱的，為了模擬黏彈性細(xì)絲變細(xì)時(shí)的動(dòng)力學(xué)，我們使用了兩個(gè)無量綱參數(shù)：
Deborah 數(shù)（無量綱聚合物溶液弛豫時(shí)間）
Ohnesorge 數(shù)（慣性-毛細(xì)和黏性-毛細(xì)時(shí)間尺度之比）
模擬結(jié)果
我們可以確定黏彈性絲在不同時(shí)間步長(zhǎng)的演變，如下圖所示，這與文獻(xiàn)中現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果非常吻合（參見教程模型文檔中的參考文獻(xiàn) 1）。
長(zhǎng)絲在 0、20、30、100 和 300 s (從左到右)時(shí)的輪廓。
仿真結(jié)果還顯示了作為時(shí)間函數(shù)的最小長(zhǎng)絲半徑。由此我們可以知道，在長(zhǎng)絲迅速形成串珠結(jié)構(gòu)后，有一個(gè)緩慢變細(xì)的過程。這種變細(xì)的速度可以通過表面張力效應(yīng)和彈性力的平衡來確定。
作為時(shí)間的函數(shù)的長(zhǎng)絲最小半徑。
當(dāng)時(shí)間遠(yuǎn)大于弛豫時(shí)間時(shí)，黏彈性絲由幾乎呈球形的液滴組成，這些液滴由指數(shù)級(jí)變細(xì)的線連接。
我們還可以看到，當(dāng)黏度特別低或表面張力特別高時(shí)，會(huì)在串珠結(jié)構(gòu)中形成衛(wèi)星液滴（需要使用更細(xì)的網(wǎng)格運(yùn)行模型才能看到它們）。
沒有衛(wèi)星液滴(右)和有衛(wèi)星液滴(左)的黏彈性流體細(xì)絲。
自己嘗試
文中我們省略了模擬過程直接跳到了結(jié)果，您可以在 COMSOL 官網(wǎng)案例庫中下載文檔和 MPH 文件，詳細(xì)了解如何構(gòu)建黏彈性細(xì)絲的串珠結(jié)構(gòu)模型。
本文來自：COMSOL博客
展開 列車行駛過程中彈性波傳播模擬 ￥1500
<p>本案例基于COMSOL軟件模擬了一列車快速行駛過程中的產(chǎn)生的彈性波傳播過程，模擬結(jié)果如圖所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202208/1b65af3c364c4168aa00edc5f9e8d191.gif" alt="Untitled.gif"></p><p>感興趣的朋友，可下載模型源文件，歡迎合作交流</p><p><br></p>
展開 
ANSYS中的粘彈性材料模擬
本人最近在做瀝青混凝土的有限元模擬分析，模擬瀝青混凝土在靜位移荷載下的變形以及應(yīng)力應(yīng)變分析。此時(shí)網(wǎng)上教程大多數(shù)都是建議瀝青混凝土采用粘彈性本構(gòu)，并且用ANSYS自帶的粘彈性材料輸入功能如直接用自帶的廣義Maxwell模型、用prony級(jí)數(shù)模擬廣義Maxwell模型或Burgers 模型。但是結(jié)果并不理想，模型并沒有收斂，而且和只輸入彈性模量E以及泊松比u的彈性模型結(jié)果一樣，都是在相差不大的加載位移量下發(fā)散。那么對(duì)瀝青混凝土來說輸入粘彈性本構(gòu)是一定的嗎，或者說什么時(shí)候?yàn)r青混凝土輸入粘彈性本構(gòu)才是合理的？材料模擬這一塊，采用合理的本構(gòu)模型我覺得是非常重要的，而且需要根據(jù)實(shí)際情況來選擇。希望大家可以多多提出自己的想法。
展開 適用于ABAQUS的黏彈性邊界(粘彈性邊界)及等效地震荷載施加插件程序 v3.2.1 ￥9999
本程序已停售，由于之前有人購(gòu)買所以無法刪除帖子，價(jià)格設(shè)置為防拍價(jià)，請(qǐng)勿購(gòu)買，謝謝
向量力模擬彈性件的想法
一些新學(xué)Adams多體的朋友，會(huì)問出一些問題，在view模塊下，模擬非線性的襯套，彈簧等彈性黏性部件，搞不定～ 因?yàn)関iew好像只有彈性的參數(shù)。 其實(shí)我們還可以直接用vforce模擬這些彈性件。本質(zhì)上都是i和j兩個(gè)part之間力的作用，如果力和變形有關(guān)，就是彈簧，力和速度有關(guān)，就是減震器。 這個(gè)關(guān)系說到底就是一個(gè)插值函數(shù)
適用于ABAQUS的粘彈性人工邊界及其等效節(jié)點(diǎn)力的施加程序 ￥150
程序適用于二維多土層粘彈性邊界和地震波等效節(jié)點(diǎn)力的加載；可以實(shí)現(xiàn)P波和SV波的斜入射。程序用MATLAB編寫
注意:本程序用MATLAB編寫；本程序僅限于模型網(wǎng)格是規(guī)則的，請(qǐng)參考圖片；由于本物品并非實(shí)體，因此賣出概不退換，因此購(gòu)買前請(qǐng)?jiān)儐柷宄?
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Abaqus超彈性材料分析 附Abaqus 分析用戶手冊(cè)材料卷下載
模型了解：
本案例所用模型如下：
圖1 模型認(rèn)識(shí)
其中，1為壓塊，結(jié)構(gòu)剛材料，2為橡膠超彈性材料。
有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。
今天將以這種方式介紹使用workbench實(shí)現(xiàn)齒輪嚙合的分析流程。
一、前處理
1.1 幾何模型的構(gòu)建
本案例中的幾何模型較為簡(jiǎn)單，因此直接在abaqus中創(chuàng)建。
本例使用平面應(yīng)力應(yīng)變單元模擬實(shí)體的壓縮過程，將Module切換到Part模塊，單擊create part創(chuàng)建壓塊部件，部件類型選擇2D planar、Deformable、Shell，進(jìn)入草圖環(huán)境，繪制壓塊圖形如圖1，繪制完成后單擊done完成壓塊的創(chuàng)建。繼續(xù)單擊create part創(chuàng)建橡膠部件，部件類型也為2D planar、Deformable、Shell，進(jìn)入草圖環(huán)境，繪制橡膠圖形如圖1所示，繪制完成后單擊done退出橡膠的創(chuàng)建。
1.2 材料參數(shù)的定義
1.2.1 材料本構(gòu)
將Module切換到property模塊。單擊create material創(chuàng)建材料，壓塊使用結(jié)構(gòu)剛材料，密度設(shè)置7850kg/m3,楊氏模量為2.1e11Pa，泊松比為0.3。
橡膠使用超彈性材料，使用Mooney-Rivlin本構(gòu)模型。
展開 COMSOL模擬堵塞血管支架流動(dòng)、堵塞血管超彈性動(dòng)脈壁支架擴(kuò)張過程、擴(kuò)張變形動(dòng)脈壁的血液流動(dòng)。 ￥224
本案例為COMSOL模擬堵塞血管支架流動(dòng)、堵塞血管超彈性動(dòng)脈壁支架擴(kuò)張過程、擴(kuò)張變形動(dòng)脈壁的血液流動(dòng)。
主要對(duì)支架擴(kuò)張前后，血液流動(dòng)分析，針對(duì)擴(kuò)張前進(jìn)行堵塞血管的流固耦合模擬和支架擴(kuò)張后血管的流固耦合分析，收費(fèi)內(nèi)容包含四個(gè)文件，分別為堵塞血管的層流模擬文件、堵塞血管的支架擴(kuò)張過程模擬文件、對(duì)擴(kuò)張后的模型進(jìn)行導(dǎo)出并重新劃分網(wǎng)格并對(duì)其血液流動(dòng)進(jìn)行模擬，三個(gè)仿真模擬文件（包含結(jié)果）和PPT。
注：本案例和另一視頻課程內(nèi)容一樣。
圖一付費(fèi)案列
圖二 支架擴(kuò)張后的血液流動(dòng)分析
圖三 支架擴(kuò)張前的血液流動(dòng)分析
圖四 支架擴(kuò)張及血管壁變形情況
編輯
圖五 支架及血管網(wǎng)格劃分
展開 怎樣在Abaqus中定義橡膠等超彈性材料？
選擇Reduced-Polynomial-N3模型，這樣超彈性材料就定義好了。
ABAQUS主要功能
ABAQUS是功能強(qiáng)大的有限元軟件，由于ABAQUS強(qiáng)大的分析能力和模擬復(fù)雜系統(tǒng)的可靠性，它在各國(guó)的工業(yè)和研究中得到廣泛的應(yīng)用，在大量的高科技產(chǎn)品開發(fā)中發(fā)揮著巨大的作用。復(fù)雜的固體力學(xué)結(jié)構(gòu)力學(xué)系統(tǒng)，特別是能夠駕馭非常龐大復(fù)雜的問題和模擬高度非線性問題 。模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復(fù)合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料。其它工程問題：熱傳導(dǎo)、質(zhì)量擴(kuò)散、熱電耦合分析、聲學(xué)分析、巖土力學(xué)分析（流體滲透/應(yīng)力耦合分析）及壓電介質(zhì)分析。
ABAQUS主要分析功能
1、靜態(tài)應(yīng)力/位移分析：包括線性、幾何或材料非線性、結(jié)構(gòu)斷裂分析等 。
2、動(dòng)態(tài)分析：包括頻率提取、瞬態(tài)響應(yīng)分析、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)分析、隨機(jī)響應(yīng)分析等。
3、非線性動(dòng)態(tài)應(yīng)力/位移分析：包括各種隨時(shí)間變化的大位移分析、接觸分析等。
4、粘彈性/粘塑性響應(yīng)分析：包括粘彈性/粘塑性材料結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析。
5、熱傳導(dǎo)分析：包括傳熱、輻射和對(duì)流的瞬態(tài)或穩(wěn)態(tài)分析。
6、退火成型過程分析：對(duì)材料退火熱處理過程的模擬。
7、質(zhì)量擴(kuò)散分析：靜水壓力造成的質(zhì)量擴(kuò)散和滲流分析等
8、準(zhǔn)靜態(tài)分析：包括應(yīng)用顯示積分方法求解靜態(tài)和沖壓等準(zhǔn)靜態(tài)問題。
9、耦合分析：包括熱/力耦合、熱/點(diǎn)耦合、壓/電耦合、流/力耦合、聲/力耦合等。
10、海洋工程結(jié)構(gòu)分析：包括模擬海洋工程的特殊載荷，例如流載荷、浮力、慣性力；分析海洋工程的特殊結(jié)構(gòu)，例如錨鏈、管道、電纜；模擬海洋工程的特殊連接，例如土壤/管柱連接、錨鏈/海床摩擦、管道/管道相對(duì)滑動(dòng)。
展開 
Abaqus超彈性材料分析
本案例所用模型如下：
其中，上面1為壓塊，結(jié)構(gòu)剛材料，2為橡膠超彈性材料。
有限元分析流程分為3大步、3小步，如下圖所示。
今天將以這種方式介紹使用workbench實(shí)現(xiàn)齒輪嚙合的分析流程。
圖1 模型認(rèn)識(shí)
一、前處理
1.1 幾何模型的構(gòu)建
本案例中的幾何模型較為簡(jiǎn)單，因此直接在abaqus中創(chuàng)建。
本例使用平面應(yīng)力應(yīng)變單元模擬實(shí)體的壓縮過程，將Module切換到Part模塊，單擊create part創(chuàng)建壓塊部件，部件類型選擇2D planar、Deformable、Shell，進(jìn)入草圖環(huán)境，繪制壓塊圖形如圖1，繪制完成后單擊done完成壓塊的創(chuàng)建。繼續(xù)單擊create part創(chuàng)建橡膠部件，部件類型也為2D planar、Deformable、Shell，進(jìn)入草圖環(huán)境，繪制橡膠圖形如圖1所示，繪制完成后單擊done退出橡膠的創(chuàng)建。
1.2 材料參數(shù)的定義
1.2.1 材料本構(gòu)
將Module切換到property模塊。單擊create material創(chuàng)建材料，壓塊使用結(jié)構(gòu)剛材料，密度設(shè)置7850kg/m3,楊氏模量為2.1e11Pa，泊松比為0.3。
橡膠使用超彈性材料，使用Mooney-Rivlin本構(gòu)模型。
展開 abaqus粘彈性人工邊界
有研究abaqus粘彈性人工邊界的可以交流下嗎
復(fù)旦大學(xué)唐萍課題組近期研究進(jìn)展：締合高分子的線性粘彈性--分子理論與模擬
目前在不考慮稀溶液條件下的流體力學(xué)效應(yīng)以及高分子纏結(jié)效應(yīng)時(shí)，可以通過拓展經(jīng)典Rouse模型理解締合高分子的線性粘彈性。基于高分子體系中應(yīng)力的分子表達(dá)形式，他們指出，從分子層面理解締合高分子體系流變學(xué)行為的關(guān)鍵在于如何描述一條締合高分子單鏈處于其它高分子鏈背景下的布朗運(yùn)動(dòng)。為此他們提出了粘性Rouse模型（Sticky Rouse Model, SRM），其物理圖景如圖1(b)所示，即考察具有不同運(yùn)動(dòng)能力的鏈段在一個(gè)均質(zhì)背景中的運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)能力的差異用一個(gè)表觀摩擦系數(shù)參數(shù)δ表示，直接由締合強(qiáng)度決定。
圖1 描述締合高分子鏈布朗運(yùn)動(dòng)的兩種物理圖景
與圖1(a)所示的直觀物理圖景相比，SRM在計(jì)算上更為方便，同時(shí)又真正將分子層面的結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)行為與宏觀力學(xué)性能聯(lián)系起來，是一個(gè)普遍適用的分子理論模型。他們?cè)赟RM的框架下開展了大量的理論計(jì)算，其中最關(guān)鍵的是對(duì)運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行簡(jiǎn)正化處理，即求出他們所定義的粘性Rouse-Zimm矩陣的本征值與本征向量。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，基于SRM不僅可以得到與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致的粘彈性函數(shù)，并且進(jìn)一步通過本征值得到了松弛時(shí)間譜的完整信息，以及通過本征向量分析出了分子運(yùn)動(dòng)模式的變化。這些理論計(jì)算的結(jié)果為后續(xù)的進(jìn)一步研究提供了關(guān)鍵線索。
為了進(jìn)一步驗(yàn)證SRM所預(yù)測(cè)的理論結(jié)果，他們開展了分子動(dòng)力學(xué)模擬研究。通過模擬不僅能方便地表征締合體系中的微觀動(dòng)力學(xué)，同時(shí)可進(jìn)一步分析在理論計(jì)算中忽略的其他因素。首先考察了模擬體系在不同締合參數(shù)條件下的動(dòng)力學(xué)行為，通過考察締合弛豫時(shí)間τsti隨締合強(qiáng)度與反應(yīng)物濃度的變化關(guān)系，確定了在模擬體系中發(fā)生的是活化能固定的二元躍遷反應(yīng)，因此提高粘性鏈段濃度會(huì)加快締合反應(yīng)的速率。
展開 Abaqus中定義橡膠超彈性材料
關(guān)于 Abaqus 中的超彈性材料，還應(yīng)注意以下問題：
1）Abaqus中默認(rèn)橡膠材料行為是彈性的、各向同性的；
2）分析過程中必須考慮幾何非線性效應(yīng)（設(shè)置 Nlgeom 為 ON）；
3）對(duì)于 Abaqus/Standard 分析，默認(rèn)情況下假定超彈性材料是不可壓縮的（泊松比等于0.5），為了幫助分析收斂，可以將該值設(shè)置為大于0.495；對(duì)于 Abaqus/Explicit 分析，默認(rèn)情況下，假定超彈性材料是接近不可壓縮的（泊松比大于0.475）；
4）Abaqus 采用應(yīng)變勢(shì)能（strain energy potential）來描述超彈性材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，而不是采用楊氏模量 E 或泊松比 ；
5）對(duì)于根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定的超彈性材料模型，當(dāng)應(yīng)變值達(dá)到一定程度（變形較大）時(shí)，計(jì)算過程可能不穩(wěn)定。Abaqus 通過穩(wěn)定性檢查來確定可能出現(xiàn)不穩(wěn)定的應(yīng)變值大小，并在 DAT 文件中給出相應(yīng)的警告信息。
6）如果用戶希望快速錄入和確定橡膠材料的力學(xué)特性參數(shù)，建議大家使用Abaqus軟件內(nèi)置的Python開發(fā)接口實(shí)現(xiàn)。
文章來源： 力學(xué)與Abaqus仿真
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