abaqus 數(shù)據(jù)點的案例
ABAQUS中幅值曲線介紹
8.平滑分析步幅值曲線(Smooth step)
ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit都可以根據(jù)平滑分析步數(shù)據(jù)定義幅值。
9.激勵器幅值曲線(Actuator)
10.譜幅值曲線(Spectrum)
在響應(yīng)譜分析中定義譜幅值曲線，通過確定譜值，頻率，相關(guān)阻尼來確定。
Abaqus材料庫常用材料參數(shù)設(shè)置
在ABAQUS中的材料庫允許模擬絕大多數(shù)的工程材料，包括金屬、塑料、橡膠、泡沫材料、復(fù)合材料、顆粒狀土壤、巖石、以及混凝土和鋼筋混凝土。廣泛的材料庫包含幾乎所有的ABAQUS材料模型，數(shù)據(jù)可以直接輸入，可以從文件中讀取，也可以從材料庫中導(dǎo)入。
三種最常用的材料模型：線彈性、金屬塑性和橡膠彈性。
1.延性金屬的塑性
許多金屬在小應(yīng)變時表現(xiàn)出近似線彈性的性質(zhì)，材料剛度是一個常數(shù)，即楊氏或彈性模型。
2.線彈性材料模型：
只有在小的彈性應(yīng)變時是有效的（一般不超過5%）；
可以是各向同性、正交各向異性或者完全各向異性；
可以具有依賴與溫度或者其他場變量的屬性；
如果是正交各向異性或者完全各向異性，則需要采用局部坐標(biāo)來定義材料。
在ABAQUS/CAE中定義線彈性：
在高應(yīng)力（應(yīng)變）的情況下，金屬開始具有非線性、非彈性的行為，稱其為塑性。
在ABAQUS/CAE中定義塑性
在ABAQUS中定義塑性數(shù)據(jù)時，必須采用真實應(yīng)力和真實應(yīng)變。而通常由實驗得到的數(shù)據(jù)常常是以名義應(yīng)力和名義應(yīng)變的值給出。在這種情況下，必須將塑性材料的數(shù)據(jù)從名義應(yīng)力/應(yīng)變值轉(zhuǎn)化為真實應(yīng)力/應(yīng)變值。經(jīng)轉(zhuǎn)化，最后得到真實應(yīng)力和名義應(yīng)力和名義應(yīng)變之間的關(guān)系：
ABAQUS會在提供的數(shù)據(jù)點之間進(jìn)行線性差值（或者，在ABAQUS/Explicit中采用規(guī)則化數(shù)據(jù)）得到材料響應(yīng)，并假設(shè)在輸入數(shù)據(jù)定義范圍之外的響應(yīng)為常數(shù)。
3.超彈性（Hyperelasticity）
典型的橡膠材料的應(yīng)力-應(yīng)變行為是高度的非線性，如圖所示。這種材料行為稱為超彈性，超彈性材料的變形在大應(yīng)變時（通常超過100%）仍然保持為彈性。
展開 abaqus系列技巧12：什么是幅值曲線
那我們來看下這個曲線的定義過程：
這時候我們可以定義11種曲線，依次為
簡要說下每種的特點和用途
表格型幅值曲線(tabular)
?定義表格型幅值曲線時，只需給出每個時間點上對應(yīng)的幅值。在分析過程中，ABAQUS會自動在各個數(shù)據(jù)點之間進(jìn)行線性插值。具體使用方法見下圖
等間距型幅值曲線(Equally spaced)
?選擇等距的定義方法，以從指定的時間值開始的固定時間間隔給出振幅值列表。 Abaqus在每個時間間隔之間線性內(nèi)插。 您必須指定給出振幅數(shù)據(jù)的固定時間（或頻率）間隔。 您還可以指定給出第一個振幅的時間（或最低頻率）； 默認(rèn)值為= 0.0。
周期型幅值曲線(Periodic)
?如果某個量是周期變化的，就可以使用周期型幅值曲線。周期型幅值曲線用傅里葉(Fourier)級數(shù)表示，其表達(dá)式為：
我們就可以用這個幅值曲線來表示，如下圖的曲線
調(diào)制型幅值曲線(Modulated)
也是一種特殊的曲線，基于給定的公式：
衰減型幅值曲線(Decay)
6.依賴于解的幅值曲線(Solution dependent)
Abaqus / Standard可以基于解決方案相關(guān)的變量來計算振幅值。 選擇與解有關(guān)的定義方法，以創(chuàng)建與解有關(guān)的振幅曲線。 數(shù)據(jù)由初始值，最小值和最大值組成。 振幅從初始值開始，然后根據(jù)解的進(jìn)度進(jìn)行修改，并以最小值和最大值為準(zhǔn)。 最大值通常是用于結(jié)束分析的控制機制。 該方法與蠕變應(yīng)變率控制一起用于超塑性成形分析.
展開 ABAQUS常用材料參數(shù)設(shè)置
在ABAQUS中的材料庫允許模擬絕大多數(shù)的工程材料，包括金屬、塑料、橡膠、泡沫材料、復(fù)合材料、顆粒狀土壤、巖石、以及混凝土和鋼筋混凝土。廣泛的材料庫包含幾乎所有的ABAQUS材料模型，數(shù)據(jù)可以直接輸入，可以從文件中讀取，也可以從材料庫中導(dǎo)入。
三種最常用的材料模型：線彈性、金屬塑性和橡膠彈性。
延性金屬的塑性
許多金屬在小應(yīng)變時表現(xiàn)出近似線彈性的性質(zhì)，材料剛度是一個常數(shù)，即楊氏或彈性模型。
線彈性材料的應(yīng)力-應(yīng)變行為，如在小應(yīng)變下的剛才
線彈性材料模型：
只有在小的彈性應(yīng)變時是有效的（一般不超過5%）；
可以是各向同性、正交各向異性或者完全各向異性；
可以具有依賴與溫度或者其他場變量的屬性；
如果是正交各向異性或者完全各向異性，則需要采用局部坐標(biāo)來定義材料。
在ABAQUS/CAE中定義線彈性：
在高應(yīng)力（應(yīng)變）的情況下，金屬開始具有非線性、非彈性的行為，稱其為塑性。
在ABAQUS/CAE中定義塑性在ABAQUS中定義塑性數(shù)據(jù)時，必須采用真實應(yīng)力和真實應(yīng)變。而通常由實驗得到的數(shù)據(jù)常常是以名義應(yīng)力和名義應(yīng)變的值給出。在這種情況下，必須將塑性材料的數(shù)據(jù)從名義應(yīng)力/應(yīng)變值轉(zhuǎn)化為真實應(yīng)力/應(yīng)變值。經(jīng)轉(zhuǎn)化，最后得到真實應(yīng)力和名義應(yīng)力和名義應(yīng)變之間的關(guān)系：
ABAQUS會在tigong的數(shù)據(jù)點之間進(jìn)行線性差值（或者，在ABAQUS/Explicit中采用規(guī)則化數(shù)據(jù)）得到材料響應(yīng)，并假設(shè)在輸入數(shù)據(jù)定義范圍之外的響應(yīng)為常數(shù)。
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ABAQUS常用的幅值曲線
當(dāng)定義一個光滑幅值曲線時，Abaqus自動地用曲線連接每一組數(shù)據(jù)對，該曲線的一階和二階導(dǎo)數(shù)是光滑的，在每一組數(shù)據(jù)點上，它的斜率都為零。由于這些一階和二階導(dǎo)數(shù)都是光滑的，故可以采用位移加載，應(yīng)用一條光滑步驟幅值曲線，只用初始的和最終的數(shù)據(jù)點，而且中間的運動將是光滑的。一條光滑的幅值曲線的例子如下圖所示。
來源：DeepFEA
ABAQUS彈塑性分析的基本方法
在ABAQUS中進(jìn)行彈塑性分析時，最主要的操作是按照下面介紹的方法來定義塑性材 料數(shù)據(jù)(即應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系"如果模型的位移較大.則應(yīng)設(shè)定幾何非線性參數(shù)Nlgeom,相應(yīng)的關(guān)鍵詞為*STEP, NLGEOM =Yes。
☆ ABAQUS/CAE操作：Step模塊,主菜單Step-?Create,在Edit Step對話框中把 Nlgeom設(shè)為 On。
☆提示：彈塑性分析中并不一定總要考慮幾何非線性, “幾何非線性”的含義是位移的大小對結(jié)構(gòu)的響應(yīng)發(fā)生影響，例如大位移、大轉(zhuǎn)動，初始應(yīng)力、幾何剛性化和突然翻轉(zhuǎn)等。
在ABAQUS中定義塑性材料數(shù)據(jù)的方法是：按照下面的式(6-2)-式(6-4)，將單向拉伸或壓縮試驗得到的名義應(yīng)力和名義應(yīng)變s一數(shù)據(jù)換算為其實應(yīng)力和塑性應(yīng)變。
單向拉伸/壓縮試驗中得到的數(shù)據(jù)通常是以名義應(yīng)變和名義應(yīng)力表示的，其計算公式為
然后在ABAQUS/CAE或INP文件中給出一系列由真實應(yīng)力和塑性應(yīng)變所構(gòu)成的數(shù)據(jù)點，ABAQUS將自動在各數(shù)據(jù)點之間進(jìn)行線性插值。在ABAQUS中定義塑性材料的關(guān)鍵詞 為
*MATERIAL, NAME =〈材料名稱 ＞
.......
* PLASTIC
〈屈服點處的真實應(yīng)力〉.0
＜真實成力〉，＜塑性應(yīng)變〉
☆提示：關(guān)鍵詞*PLASTIC 下面各個數(shù)據(jù)行中的第二項數(shù)據(jù)必須為0，其含義為：在屈服點處的塑性應(yīng)變?yōu)?，如果此處的值不為0，在運行時會出現(xiàn)以下錯誤信息：
??? ERROR： THE PLASTIC STRAIN AT FIRST YIELD MUST BE ZERO”。
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在ABAQUS中必須用真實應(yīng)力和真實應(yīng)變定義塑性.ABAQUS需要這些值并對應(yīng)地在輸入文件中解釋這些數(shù)據(jù)。
然而，大多數(shù)實驗數(shù)據(jù)常常是用名義應(yīng)力和名義應(yīng)變值給出的。這時，必須應(yīng)用公式將塑性材料的名義應(yīng)力（變）轉(zhuǎn)為真實應(yīng)力（變）。
考慮塑性變形的不可壓縮性，真實應(yīng)力與名義應(yīng)力間的關(guān)系為：
，
當(dāng)前面積與原始面積的關(guān)系為：
將A的定義代入到真實應(yīng)力的定義式中，得到：
其中 也可以寫為 。
這樣就給出了真實應(yīng)力和名義應(yīng)力、名義應(yīng)變之間的關(guān)系：
真實應(yīng)變和名義應(yīng)變間的關(guān)系很少用到，名義應(yīng)變推導(dǎo)如下：
上式各加1，然后求自然對數(shù)，就得到了二者的關(guān)系：
ABAQUS中的*PLASTIC選項定義了大部分金屬的后屈服特性。ABAQUS用連接給定數(shù)據(jù)點的一系列直線來逼近材料光滑的應(yīng)力－應(yīng)變曲線。可以用任意多的數(shù)據(jù)點來逼近實際的材料性質(zhì);所以，有可能非常逼真地模擬材料的真實性質(zhì)。在*PLASTIC選項中的數(shù)據(jù)將材料的真實屈服應(yīng)力定義為真實塑性應(yīng)變的函數(shù)。選項的第一個數(shù)據(jù)定義材料的初始屈服應(yīng)力，因此，塑性應(yīng)變值應(yīng)該為零。
在用來定義塑性性能的材料實驗數(shù)據(jù)中，提供的應(yīng)變不僅包含材料的塑性應(yīng)變，而是包括材料的總體應(yīng)變。所以必須將總體應(yīng)變分解為彈性和塑性應(yīng)變分量。彈性應(yīng)變等于真實應(yīng)力與楊氏模量的比值，從總體應(yīng)變中減去彈性應(yīng)變，就得到了塑性應(yīng)變，其關(guān)系為：
其中 是真實塑性應(yīng)變， 是總體真實應(yīng)變， 是真實彈性應(yīng)變。
總體應(yīng)變分解為彈性與塑性應(yīng)變分量
實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ABAQUS輸入數(shù)據(jù)的示例
下圖中的應(yīng)力應(yīng)變曲線可以作為一個例子，用來示范如何將定義材料塑性特性的實驗特性的實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ABAQUS適用的輸入格式。名義應(yīng)力－應(yīng)變曲線上的6個點將成為*PLASTIC選項中的數(shù)據(jù)。
第一步是用公式將名義應(yīng)力和名義應(yīng)變轉(zhuǎn)化為真實應(yīng)力和應(yīng)變。一旦得到這些值，就可以用公式不確定與屈服應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的塑性應(yīng)變。
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