abaqus扭轉試驗
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus扭轉試驗的視頻教程
ABAQUS 鋁膜扭轉分析實例
難點： 主從面綁定； 接觸屬性設置； 剛體參考點以及質量的設定； 鋁膜的材料參數塑形參數； 邊界條件施加在參考點上； 扭轉的位移和角速度。
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汽車底盤襯套扭轉、偏擺剛度ABAQUS分析
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abaqus扭轉試驗的實例教程
Abaqus扭轉仿真案例講解
1、引言
在處理扭轉問題時，常規的計算方法，往往會伴隨一些假設，這會降低了結果的準確程度。根據有限元理論，使用有限元軟件求解扭轉問題會大大提高求解的精確度，特別是對復雜的結構，效果更為明顯。本文以橡膠產品為例，討論的在ABAQUS軟件中，如何正確完成扭轉分析，并提取需要的分析結果。
2、問題描述
受扭轉件結構由鋼筒和橡膠筒組成，產品尺寸如圖1所示。
圖1產品結構簡圖
3、有限元建模
加載時內芯固定，在外圈施加扭轉位移。根據產品的CAD結構建立有限元模型如圖2所示：
圖2產品有限元模型圖
4、材料性質定義
鋼：彈性模量EX=2×105MPa，泊松比μ=0.3
橡膠：橡膠是一種超彈性材料，對于超彈性材料，不用楊氏模量和泊松比，而用應變勢能（U）來表達應力—應變關系。ABAQUS軟件中有兩種應變勢能可利用，分別是多項式模型和奧根（Ogden）模型，本例中使用多項式模型，表達式如下：
式中：U—應變勢能，Jel—彈性體積比；I1、I2—應變不變量；Di—定義材料的壓縮性；Cij—Rinvlin系數。本例中取N=1，以橡膠材料的單軸拉伸，單軸壓縮和平面剪切實驗數據為依據，并考慮到橡膠的不可壓縮性，輸入方程系數值：C01=0.36，C10=0.09，D1=0
注意事項: 橡膠的特性錯綜復雜，材料特性和幾何特性均呈非線性變化的。如果要準確預測模型中發生變形或應變部分的行為，那么提供的試驗數據的范圍要涵蓋計算模型中可能會出現的變形狀態和應變范圍。
5、加載求解
加載時，內鋼筒的內套固定，即UX=UY=UZ=0,將外鋼筒的最外層結點的坐標系定義為柱坐標系。在此柱坐標系中施加扭轉載荷。
展開 基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉扇葉簡單實例
最近做了混凝土短柱的扭轉案例，需要的可以下載。
Torsion column.rar
目前二者均已內嵌至Abaqus材料庫中，但后者需要在Abaqus/Explicit中進行。
損傷演化
Abaqus提供了位移或能量演化路徑。位移可通過
乘以特征長度計算，能量則需計算圖1中的面積
。演化方式則有線性、指數形式及分段非線性應力-應變發展關系。個人認為指數關系比較貼近大部分延性金屬的應力-應變關系。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。
試驗數據處理
常規金屬材性實驗一般可以獲得三種數據：試驗機荷載、試驗機位移、引伸計測得的應變。然而，引伸計一般在獲得后0.05應變后便取下，這意味著獲得不到應力-應變全過程曲線。筆者的解決方法是，舍去彈性階段的試驗機位移，利用塑性階段應力相等與剛度相等原則處理位移數據，獲得塑性階段的應變數據，再與引伸計應變數據拼接，從而得到一條完整的應力-應變曲線。
下文以1.5mm鋼板的材性試驗以例進行數據處理與有限元分析。
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