abaqus 扭轉 應變的案例
Abaqus扭轉仿真案例講解
Abaqus扭轉仿真案例講解
用ABAQUS軟件分析扭轉問題
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
基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉扇葉簡單實例
ABAQUS C30混凝土短柱扭轉仿真
最近做了混凝土短柱的扭轉案例，需要的可以下載。
Torsion column.rar
abaqus子程序VUSDFLD——考慮應變率與應變軟化效應的軟土模型 ￥25
<p><strong>【注意】本貼子只包含子程序文件</strong></p><p>基于<a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/6302" rel="noopener noreferrer" target="_blank">abaqus子程序</a>VUSDFLD編寫的由Einav與Randolph提出的西澳模型，用于求解軟黏土體劇烈變形后的強度變化，可應用于的大變形計算。</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/202306/f69f50d42a81489ea1cb5e7a03da5c14.png" title="8$U(VZ82]O{OEMQB}[P(ZMB.png" alt="8$U(VZ82]O{OEMQB}[P(ZMB.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202306/f69f50d42a81489ea1cb5e7a03da5c14.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202306/f69f50d42a81489ea1cb5e7a03da5c14.png?
展開 ABAQUS中求解某部分單元的平均應力或平均應變 ￥10
1、參考模型：單向纖維的RVE模型；
2、腳本功能：針對指定的單元集合，在后處理中求解平均應力和平均應變。
3、應用的公式：一階均勻化計算方法。對于 RVE 模型的平均真應力和平均真應變，可通過對 RVE 內每一個單元的真應力 （真應變）取均值獲得。使用一階均勻化計算方法輸出的應力和應變適用于各種邊界條件，但需要對每個單元進行應力（應變）的輸出和計算。
有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列27： Abaqus內部計算和顯示的應變
（1）顯示應變：Abaqus計算完畢后得到導入結果，在后處理中查看，應變E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1如下：
（2）計算應變：Abaqus中采用UMAT子程序，利用我們的子程序調試插件DUS調試UMAT，在Visual Studio中查看dStran的值，發現在計算完應變后，進入UMAT時，E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1，調試如下：
可以發現殼單元Abaqus的計算應變和顯示應變一樣，猜測都是對數應變。
1.5.3 iSolver的應變
iSolver中采用自帶材料進行計算，材料參數和UMAT的輸入完全一致。
為了計算和Abaqus完全一致，iSolver也采用對數應變計算方式，得到的應變顯示如下，可發現和Abaqus完全一致。
==總結==
由上可以看到，在實際計算中，對體單元，Abaqus和iSolver都采用變形率積分方式來計算應變，對殼單元，Abaqus和iSolver都采用對數應變。一般理論書都認為Abaqus是因為對數應變計算復雜才采用別的應變，但個人認為應該不是這個原因，因為Abaqus對體單元為了顯示對數應變，依然重新計算了一遍，說明Abaqus體單元采用變形率是有其它原因的，具體什么原因我也沒研究清楚，歡迎探討。
如果有任何其它疑問或者項目合作意向，也歡迎聯系我們：
snowwave02 From www.yqgqt.org.cn
email: snowwave02@qq.com
以往的系列文章：
1.7.1 ========第一階段========
第一篇：S4殼單元剛度矩陣研究。
http://www.yqgqt.org.cn/content/post/338859
第二篇：S4殼單元質量矩陣研究。
展開 ABAQUS提取單元平均應力/應變 ￥10
利用python讀取odb文件（可一次讀取多個odb）生成csv（excel）文件。提供源文件，注釋詳細，可根據需要進行修改。
ABAQUS中對應力、應變的部分理解
對應力的部分理解
對應變的部分理解
轉自公眾號——ABAQUS大世界
旨在分享，若侵即刪.
Abaqus平均應力和應變提取 ￥80
利用python腳本對ODB文件中單元集里所有積分點的應力及應變進行自動提取并計算平均值
能夠得到每一幀的應力和應變平均值，并保存到CSV文件中
所得到的應力包括S11,S22,S33,S12,S13,S23以及Mises七個應力平均值，以及E11,E22,E33,E12,E13,E23六個應變平均值
ABAQUS變量解讀：教你讀懂應力/應變/損傷
主應變
與主應力類似，ABAQUS也提供主應變輸出：
Max/Mid/Min Principal Strain：第一、二、三主應變，分別對應最大、中間、最小主應變，在判斷第二強度理論時有奇效。
In-Plane Principal Strain：平面問題最大/最小主應變。
Max Principal(abs)：絕對值最大主應變。
3.應變張量
與應力張量方向類似，其中需要同學們注意的是：
E適用于幾何線性分析
LE為對數應變，適用于大變形分析（開啟幾何非線性）
PE為塑性應變張量，用于描述不可恢復的變形
三、損傷相關
損傷在ABAQUS中應用廣泛，尤其是材料失效分析中。
1. 混凝土損傷
這是大家喜聞樂見的損傷變量，有兩類：
DAMAGEC（dc）：壓縮損傷變量，從0到1，1表示完全損傷。主要用來判斷壓潰區域與剪壓開裂區域。
DAMAGET（dt）：拉伸損傷變量，同樣從0到1。主要用來判斷受拉開裂區域，如下圖。
2. 鋼材損傷
SDEG：剛度退化標量，也可用于混凝土。表示材料剛度的折減程度。
3. 內聚力模型損傷
CSDMG：描述cohesive單元進入軟化段后的損傷狀態。
4. 復合材料損傷
ABAQUS支持多種復合材料損傷變量：
DAMAGEFT/FC：用戶手冊中描述為：
Fiber tensile/ compressive damage variable.
這里毫無疑問表征了纖維縱向的拉伸/壓縮損傷，如下圖。
DAMAGEMT/MC：用戶手冊中描述為：
Matrix tensile/ compressive damage variable.
展開 
ABAQUS學習筆記—對應力應變的部分理解
之前關于后處理的一些文章，由于一些原因全部刪除，故今天開始重新開始分享一些關于ABAQUS的一些知識，希望能夠對大家有所幫助，也希望大家能夠繼續支持筆者。
那么今天，我們再對‘’ABAQUS中應力應變的部分理解的‘’內容進行講解。
在ABAQUS中，一般是把X軸當成1軸，Y軸當成2軸，Z軸當成3軸，那么：
S11就是X軸向的應力，正值為拉應力，負值為壓應力；
S22就是Y軸向的應力，正值為拉應力，負值為壓應力；
S33就是Z軸向的應力，正值為拉應力，負值為壓應力；
S12就是在YZ平面上，沿Y向的剪力；
S13就是在YZ平面上，沿Z向的剪力；
S23就是在XZ平面上，沿Z向的剪力；
由于剪力的對稱性:S11=S21,S13=S31,S23=S32；
由以上可知，S11，S22，S33為主應力；S12，S13，S23為切應力；
主應力分別以σ1，σ2，σ3表示，按數值排序為：σ1≥σ2≥σ3。在ABAQUS中分別對應為：Max.principal；Mid.principal；min.principal。這三個量在任何坐標下都是不變量。
我們可利于最大應力判斷一些情況：比如最大主應力（拉應力）大于混凝土的抗拉強度，則認為混凝土開裂；通過顯示最大主應力的法線方向，則可大致表示出裂縫的發展影響。
應變中一些符號的含義
E——總應變
EP——主應變
EE——彈性形變
PE——塑性應變分量
Eij——應變分量
Ie——非彈性應變分量
PEEQ——等效塑性應變。若該值大于0，則認為已經屈服
注：在ABAQUS后處理中，盡量不要看Mises，其表示平均應力，更適合金屬材料；對于鋼筋混凝土結構，我們要看其單軸拉伸方向上的應力和對應的應變。
展開 ABAQUS批量提交Job與Python讀取ODB結果應力應變數據
批量提交的核心是需要等待當前計算任務的結束，上圖中若干個job的提交代碼如下：
# coding: utf-8
#微信公眾號：ABAQUS二次開發
#作者：阿信老師CAE
#email：axin_cae@163.com
#2022.03.17
from abaqus import *
from abaqusConstants import *
jobList = mdb.jobs.keys() #獲取所有計算任務的jobName
for jobName in jobList:
mdb.jobs[jobName].submit(consistencyChecking=OFF) #提交計算
mdb.jobs[jobName].waitForCompletion() #等待計算完成
print jobName , "is completed"
不過在實際的操作過程中，我們可能會需要避開一些job不提交，或者job窗口事先并沒有建立job，等等，總之實際問題永遠比任何教程都復雜，不過只需要靈活面對就可以了，處理起來并不難。
展開 Abaqus插件——平均應力應變提取 ￥60
通過該插件可實現:
1）提取所有幀的任意單元集合的平均應力（事先定義單元集合，如圖中的SET-1）
2）提取所有幀的任意區域的x、y、z方向的平均應變（事先定義節點集合，如圖中的SET-2）
3）將以上數據保存至excel文件（excel文件名為odb文件名稱+_Stress_Strain.csv）
*************************注意事項******************************
1、插件使用過程中，如有任何問題請發郵件至shenz1hao@126.com
2、插件僅做學習交流使用，尊重原創者，切勿以營利目的傳播
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********************插件安裝及使用*******************************
1、電腦路徑下輸入 %homepath%\abaqus_plugins并回車
2、將Stress-Strain文件夾解壓至當前目錄下
3、打開abaqus，菜單欄中點擊plug-ins，里面找出Stress-Strain
4、輸入相應參數（hx、hy、hz表示x、y、z方向模型長度，當以上三參數取1時輸出的為該方向位移）
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展開 一文搞清ABAQUS中真實應力和真實應變
來源：虛擬Abaqus仿真現實世界
本文先簡要說明如何計算應力和應變，再談談名義和真實之間的換算關系，最后以一個真實的例子作為基礎，進行一次分享，有不恰當的地方請各位看官指正。
①名義應力與名義應變
在我們常規材料力學實驗時，無論是通過拉伸、扭轉、壓縮等獲取到的材料性能往往是名義應力和應變。我們計算時使用的材料截面、長度等都沒有考慮其變形帶來的一系列影響，目前沒有什么方法能夠每時每刻記錄截面如何變化，然后計算這一時刻的應力，如工程師在測試一根絲材的抗拉強度時，在設備上輸入的數值是拉伸前的截面尺寸，這種測試方法對于高塑性的材料來說往往是不科學的。
一根直徑為3mm的鋼絲在拉伸1mm長度時不發生塑性變形，拉伸3mm時發生塑性變形。當拉伸1mm時發生彈性變形，拉伸力釋放后能夠恢復原來形狀，表現出的是線性特征；在拉伸3mm時材料發生了塑性變形，拉伸力釋放后材料沒有恢復成原來的形狀，表現的是非線性特征，部分位置被拉細，但有一點要注意的塑性變形的材料沒有恢復到原來的形狀，也沒有保持在加載時的狀態，在加載釋放后有一定的回彈，這個回彈是真實彈性應變引起的，另外未回彈的部分是真實塑性應變引起的。
應力的計算公式為：
F為作用在截面上的力，為真實的力；
A為截面面積，在受力時可能會發生變化。
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