abaqus塑性折彎
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus塑性折彎的實(shí)例教程
圖3 板折彎過(guò)程的載荷施加圖
4.計(jì)算結(jié)果分析
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4.1 計(jì)算分析設(shè)置
對(duì)于非線(xiàn)性分析，需要考慮分析的收斂性，特別是需要設(shè)置載荷子步。本次分析中，采用自動(dòng)時(shí)間步長(zhǎng)，初始子步數(shù)設(shè)為200，最小子步數(shù)為40，最大子步數(shù)為100000，要求結(jié)果在所有子步都存儲(chǔ)，方便查看結(jié)果。在非線(xiàn)性分析中，設(shè)置最大迭代部署和收斂控制參數(shù)。根據(jù)分析的收斂過(guò)程，以上非線(xiàn)性分析參數(shù)需要不斷地調(diào)試。設(shè)置完成后，直接提交作業(yè)進(jìn)行計(jì)算即可。
4.2 折彎計(jì)算結(jié)果
計(jì)算完成后，通過(guò)在相應(yīng)的作業(yè)上右鍵點(diǎn)擊加載結(jié)果，即可進(jìn)入到后處理模塊。計(jì)算得到的變形如下：
圖4 板折彎后的變形
計(jì)算得到的塑性應(yīng)變?nèi)缦拢?圖5 板折彎后的塑性應(yīng)變
為了能對(duì)機(jī)器噸位的選擇提供指導(dǎo)，提取約束反力如下：
圖6 板折彎后的塑性應(yīng)變
從以上的分析結(jié)果可以得到，在板成型完成之后，板變形為V型，板的兩端上翹，上翹的最大位移為27mm。同時(shí)，在板折彎處，產(chǎn)生了塑性應(yīng)變，最大塑性應(yīng)變0.46。通過(guò)對(duì)約束反力的提取，可以得到需要施加的下壓力為17968N。這可以為機(jī)器噸位的選擇提供參考。
5.結(jié)論
本文以安世亞太自主研發(fā)的結(jié)構(gòu)仿真軟件PERA SIM Mechanical，對(duì)板料折彎成型過(guò)程進(jìn)行了有限元分析，得到了板折彎后的最終形狀和板的塑性應(yīng)變，為板料折彎成型工藝過(guò)程中機(jī)器噸位的選擇和工藝參數(shù)的調(diào)整提供了一定的參考信息。
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UMAT / VUMAT 的二次開(kāi)發(fā)： 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)材料庫(kù)無(wú)法覆蓋新興材料（如具有形狀記憶效應(yīng)的鎳鈦合金、相變誘發(fā)塑性的TRIP鋼、或者超高周疲勞退化材料）時(shí)，最高階的仿真工程師必須依賴(lài)Fortran或C++編寫(xiě)用戶(hù)自定義材料子程序（UMAT用于Abaqus/Standard隱式求解，VUMAT用于Abaqus/Explicit顯式求解）。
表示材料剛度的折減程度。
3. 內(nèi)聚力模型損傷
CSDMG：描述cohesive單元進(jìn)入軟化段后的損傷狀態(tài)。
4. 復(fù)合材料損傷
ABAQUS支持多種復(fù)合材料損傷變量：
DAMAGEFT/FC：用戶(hù)手冊(cè)中描述為：
Fiber tensile/ compressive damage variable.
曲：九曲十八彎，曲表示結(jié)構(gòu)件彎曲。
屈曲的含義把“屈”和“曲”連起來(lái)就是結(jié)構(gòu)件在受壓時(shí)彎曲的現(xiàn)象，更具體點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)件在壓力或載荷作用下，因穩(wěn)定性不足而突然發(fā)生大變形甚至失效的現(xiàn)象。用大白話(huà)解釋“屈曲”就是：結(jié)構(gòu)件在壓力下“突然塌掉”或“彎成奇怪形狀”的現(xiàn)象。
屈曲一般發(fā)生在細(xì)長(zhǎng)壓桿或者薄板等結(jié)構(gòu)件中。
高速葉輪機(jī)械離心力失效分析UMAT技術(shù)6個(gè)月前
如果單元發(fā)生破壞，將該單元材料性能折減為一個(gè)小值；</p><p>(3) 繼續(xù)加載，當(dāng)失效單元達(dá)到一定數(shù)量時(shí)，結(jié)構(gòu)不具備繼續(xù)承載的能力，此時(shí)仿真結(jié)果發(fā)散或載荷-位移曲線(xiàn)出現(xiàn)明顯突變，表明結(jié)構(gòu)失效。</p><p>將漸進(jìn)損傷方法與葉片材料彈塑性本構(gòu)相結(jié)合，在ABAQUS UMAT子程序中進(jìn)行材料本構(gòu)的定義，UMAT子程序[2]邏輯如下圖所示。
比如所謂的損傷折減研究，就是在迭代過(guò)程中，根據(jù)材料的應(yīng)力狀態(tài)判斷損傷的發(fā)生，然后對(duì)其剛度性能做出相應(yīng)的折減。因此UMAT是嵌入在求解器迭代中使用的。
（三）材料非線(xiàn)性問(wèn)題探索
彈塑性分析
基于塑性節(jié)點(diǎn)模型的非線(xiàn)性擬協(xié)調(diào)固體殼單元，可模擬金屬材料的彈塑性行為。單元通過(guò)在節(jié)點(diǎn)處檢查屈服條件（如 von Mises 準(zhǔn)則），將塑性變形局部化于節(jié)點(diǎn)，避免了傳統(tǒng)積分點(diǎn)塑性算法的數(shù)值振蕩。如果進(jìn)行三點(diǎn)彎曲梁的彈塑性分析，單元計(jì)算的塑性區(qū)擴(kuò)展路徑將與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，極限載荷誤差將會(huì)小于 5%。
3.3 控制臂仿真分折可行性論證
①案例說(shuō)明：采用鍛造擺臂結(jié)構(gòu)，在擺臂球銷(xiāo)位置，施加不同的位移，提取相應(yīng)的支反力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力，對(duì)比軟件的非線(xiàn)性分析精度。
3.3 控制臂仿真分折可行性論證
①案例說(shuō)明：采用鍛造擺臂結(jié)構(gòu)，在擺臂球銷(xiāo)位置，施加不同的位移，提取相應(yīng)的支反力和結(jié)構(gòu)應(yīng)力，對(duì)比軟件的非線(xiàn)性分析精度。
強(qiáng)度折減彈塑性有限元法應(yīng)用廣泛，ABAQUS 結(jié)合該技術(shù)對(duì)路基邊坡穩(wěn)定性分析效果良好，且結(jié)果得到專(zhuān)業(yè)巖土分析軟件驗(yàn)證，相關(guān)模型及分析結(jié)果清晰展示了其應(yīng)用成果。
混凝土 CDP 模型是一種用于有限元分析軟件中模擬混凝土受力時(shí)損傷和塑性行為的本構(gòu)模型。它通過(guò)引入損傷變量描述混凝土材料性能劣化，如在拉壓過(guò)程中用損傷變量反映微裂縫產(chǎn)生擴(kuò)展導(dǎo)致的強(qiáng)度和剛度降低；同時(shí)考慮混凝土塑性行為，利用屈服面、塑性勢(shì)函數(shù)等描述復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的塑性階段行為。該模型的參數(shù)主要通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定，包括基本力學(xué)性能參數(shù)和損傷、塑性相關(guān)參數(shù)。
