蠕變分析
關注創建者：匿名 創建時間：2021-08-05
蠕變分析的視頻教程
原創-Abaqus蠕變分析（U型彈片）-應力松弛&蠕變變形
使用Abaqus進行了U型彈片的蠕變分析，分為兩種加載方式：位移加載和恒力加載。 前者由于蠕變現象發生應力松弛，造成彈片“彈力”的降低；后者在恒力作用下發生蠕變變形。 購買前可加QQ1224294049，咨詢本視頻相關內容。購買后索取cae文件。
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ABAQUS-簡單圓筒件蠕變分析
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了簡單圓筒蠕變分析設置過程，采用軸對稱模型，蠕變是高聚物粘彈性的典型靜態特性，是指恒定溫度和應力狀態下，隨時間增長應變增加的屬性。通過ABAQUS材料屬性模塊可以定義creep特性參數，輸出應變隨時間變化曲線。
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蠕變分析的實例教程
基于ANSYS Workbench蠕變分析的設置方法 ￥19.89
基于ANSYS Workbench蠕變分析的設置方法
蠕變分析是指材料相關的一種屬性，指率相關性的一種屬性，即隨著是時間的變化，其靜態保持的應力或者應變會發生變化
其基本原理如下
1.為將材料的率相關性打開
RATE,ON !
事實上蠕變是非常復雜的，這里僅給出了abaqus中的簡單流程，足以解決常規工程問題。
為了簡化塑料結構蠕變問題的計算(如降低蠕變應變與其他非彈性應變的耦合程度)，可以將該分析問題分成一個靜態加載的過程，然后再進行蠕變過程的分析。
1.靜態加載過程的計算
靜態加載過程就是一與時間無關的加載過程，使用ABAQUS/Standard時主要是在中設置，如圖1所示。
2.蠕變過程的計算
在通過步驟1的靜態分析后，結構中將產生一個應力場，接下來可以進行蠕變過程的計算。蠕變過程的計算主要分為兩個過程：獲得該結構材料的蠕變模型參數和建立蠕變分析步。
1) 獲得材料的蠕變模型參數
目前ABAQUS蠕變模型有三種，分別是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。其中Power-law model有兩種形式為Time hardening form和Strain hardening form。其中Time hardening form形式最為簡單，對于簡單的蠕變過程（如蠕變過程應力變化范圍不太大）是比較適用的，式(1)為其微分形式：
由于圖2中表征的是蠕變應變與時間和等效應力的關系，故必須對公式(1)積分，積分結果見公式(2)：
表征材料蠕變特性的三個參數確定后，通過ABAQUS/CAE的添加材料的蠕變特性，如圖3所示：
2) 蠕變計算
由于蠕變是一個時間相關的過程，因此必須計入時間。同時蠕變又是一個慣性效應不明顯的過程，即結構的加速度效應不用考慮。針對這些ABAQUS提供了專門針對這一類型的分析步。
蠕變計算分析步設置在中完成，見圖4。
其中蠕變應變的容差設置將影響增量步的大小，容差設的很小，增量步也將降低。
展開 （圖片來源于網絡）
02
Ansys Workbench中蠕變分析設置
Ansys Workbench中進行蠕變分析設置與普通靜力分析的主要區別就是材料本構設置和分析步設置。
第一步：建立分析流程
第二步：設置材料蠕變屬性
Ansys Workbench中有多種蠕變本構模型，如下圖中Creep目錄所示（具體的介紹可參考ansys幫助文檔）。
雙擊Creep下的某一蠕變本構模型，在材料屬性欄會增加相應的屬性參數輸入框。
大多數金屬在高溫下都表現出蠕變行為。
所謂蠕變，是指材料在長時間的恒溫、恒定載荷作用下，持續發生塑性變形的行為。
那么如何對蠕變行為進行仿真呢？本文給出一個例子，該例子十分簡單，是對一個900度下的受拉平板做蠕變分析。
該例子來自于《ANSYS機械工程應用精華50例》的第22個例子。【（第三版），高耀東，劉學杰主編，電子工業出版社，2011.】，本文主要對其加強了顯示部分和講解部分，以便用戶能更清晰地理解其分析過程。
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[問題描述]
一矩形平板，左端固定，右端作用有恒定壓力P=100MPa，平板長100mm，高30mm，材料的彈性模量是2e5MPa,泊松比是0.3，
蠕變方程是：，要分析在900度下，10萬秒后平板的位移情況。
【問題分析】
此問題屬于材料非線性的結構靜力學分析。
模型十分簡單，是薄板，平面應力問題，創建長方體后劃分網格即可以得到有限元模型.
材料模型：要定義蠕變參數。
用兩種方式進行比較，一種是有蠕變發生的，一種是沒有蠕變發生的。
【問題求解】
1. 前處理
（1.1）創建單元類型
/prep7
et,1,plane42
上述命令進入到前處理器，并創建了單元類型plane42,默認是平面應力問題。
（1.2）定義材料模型
mp,ex,1,2e5
mp,prxy,1,0.3
tb,creep,1
tbdata,1,5e-23,7
上述命令首先定義了材料的彈性模量與泊松比，然后定義了蠕變模型，并給定了兩個系數。
（1.3）創建幾何模型
rect,1,100,0,30
上述命令繪制一個矩形。
展開 abaqus蠕變分析例子 ￥2
對粘彈性材料試件進行拉伸蠕變分析，得到試件的蠕變曲線
包括材料屬性，分析步設置及最后得到的蠕變曲線。
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國高材分析測試中心可根據試驗要求設計完整的塑料蠕變測試方案，包括蠕變曲線繪制、蠕變屬性參數標定等，同時提供對蠕變測試結果的分析和解釋，幫助工程技術人員在產品設計階段更好地理解和應用蠕變測試結果，從而進一步提高研發產品的性能和使用壽命。
01 案例背景
歧管是化石燃料發電站的重要部件之一，用于將蒸汽收集匯總。在日常的工廠運行周期里，歧管易受到機械疲勞的影響；同時受運行階段的溫度和應力條件影響，也會出現蠕變的現象。
圖1 SHT型歧管
為了評估歧管的相關設計參數，特別是厚度對其壽命的影響，法國電力公司開展DUCAT項目計劃進行相關模擬，從而幫助設計與日常維護。
02 研究方法
在此案例中，分別針對Champagne
workbench Ls-dyna跌落分析
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cup drop 跌落分析
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基于ANSYS Workbench蠕變分析的設置方法
綜上對同流、逆流、交叉流條件下運行 50 000 h后平板式 SOFC 蠕變損傷分析，發現同流條件下，平板式 SOFC 在運行 19 800 h 蠕變后達到臨界損傷值；逆流條件下，平板式 SOFC 在 24 000 h 蠕變后達到臨界損傷值，出現裂紋，并且在 48 700 h 后出現新的裂紋；交叉流條件下經過 50 000 h 后未達到臨界損傷值。
利用向后差分算子對塑性應變進行積分，蠕變問題以及粘彈性模型，由蠕變求解程序分析(這是由包含一個非零的時間間隔的NLPARM卡片指定)。非線性蠕變問題通常通過非彈性應變的向前差分積分(“初始應變”法)有效地解決，因為該算子的數值穩定性極限通常足夠大，因而可以在不多的時間增量步中得到求解結果。線性粘彈性模型由一個簡單的、隱式的、無條件穩定的算子積分。
