abaqus溫度應變的案例
細說Ansys熱應變的參考溫度 ￥9.9
一 分析背景
CTE (Coefficient of Thermal Expansion, α) 表征在溫度梯度下，物體能夠膨脹或者收縮的程度。是一個高度非線性的材料屬性，但是在一定的范圍內，也可以簡化為線性。
其中：
??????????????? – 熱應變
T – 施加溫度
Tref – 參考溫度（Reference Temperature）
二 提出問題
很簡單是不是，但是問題來了？Ansys中要設置Secant CTE時，如下圖1定義的材料參考溫度，還有圖2定義分析模塊中環境溫度。
1. 圖1和圖2對應的數值是什么？區別與聯系。
2. 如圖設置參考溫度和環境溫度后，熱應變怎么計算？
圖1 材料屬性里的Tref （劇透）
圖2 分析模塊里的T0 （劇透）
三 基礎梳理
解決問題之前，首先再對熱膨脹系數的基礎梳理一遍。
(以下內容包括基礎理論分析，轉換計算，應用建議及參考資料分享)
展開 知識分享 | 應變四分之一橋溫度補償的理論與實踐
為了確保在不斷變化的溫度條件下獲得準確的測量結果，需要對應變四分之一橋進行溫度補償。有幾個溫度因素會影響測量結果，例如：
材料熱膨脹差對基底材料和測量柵絲材料的相互影響
引線的電阻
應變片自加熱時應變系數的溫度依賴性
楊氏模量的溫度依賴性
這些溫度影響可通過專為應變測量而設計的軟件包（如HBK的catman Easy/AP）進行校正。HBK 應變片隨附的數據表包含所有相關參數，以確保測量的準確性。數據表中圖表和公式中顯示補償參數。注意：在本例中，數據表中顯示兩條曲線。一條曲線表示應變片本身的熱響應，而另一條曲線表示應變片（包括2根引線）的熱響應。
HBK應變片數據表
應變片的溫度響應取決于：
基底/材料的溫度膨脹系數
應變柵絲的溫度膨脹系數（CTE）
應變片柵絲電阻的溫度系數
k系數
在實際工作中，室溫條件下簡單地測量將包括熱輸出應變。測量結果反映了：
應變片特性對基底/材料溫度膨脹的補償
一種無法補償的殘余誤差，但為了達到高精度的測量要求而需要加以校正
殘余誤差可通過測量確定，并用多項式εs表示，理想情況下，無論溫度如何，其結果始終為零。但實際上，在參考溫度附近有一個范圍，在應變片生產過程中，它被優化到接近于零。
應用實例
我們將通過一個實例來說明，對四分之一橋路進行熱補償時需要考慮哪些因素。
展開 網絡課程 | 6月1日應變測量中的溫度影響和補償方法
培訓內容
在應力應變測量過程中，越來越多地遇到高低溫的測試工況，這些測試環境會對應變測量結果產生一些影響。為了消除這種溫度對應變測量結果的影響，保證測量的準確性。本次課程將為您介紹：
應力應變測量溫度的影響因素
如何消除溫度對測量結果的影響
培訓時間
6月1日（周三）下午14:00-15:00
課程對象
從事汽車研發，航空航天測試，汽車電路開發，等有應變測量類極端溫度測試需求。
講師簡介
費用：
免費
備注
培訓將通過網絡授課的方式進行，請自備具備上網條件的電腦或手機。
報名方式：
點擊這里，即刻報名
* 注冊報名后，您可以點擊HBM微信公眾號菜單欄
【會員中心】-【注冊/登陸】
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展開 剪切載荷下溫度和應變率對CF/PEEK復合材料強化行為的影響
文章中圖表及數據載自：姚晨熙，齊振超，陳文亮，等．剪切載荷下溫度和應變率對碳纖維增強聚醚醚酮復合材料強化行為的影響 [J].復合材料學報, 2021, 38.
J》：具有溫度和應變傳感功能的柔性高透明離子凝膠
近期，朱雨田教授課題組選用離子液體（IL）作為導電組分，和熱塑性聚氨酯（TPU）復合，得到具有應變和溫度敏感特性的柔性、透明和抗菌的多功能離子凝膠型傳感器（圖1）。作為應變傳感材料時，離子凝膠材料具有較寬的應變響應范圍（0.1-500%）和快速的響應時間（96 ms）和回復時間（119 ms）；在拉伸應變50%條件下經過1000次加載/卸載循環后，表現出優異的重復性和穩定性（圖2）。作為溫度傳感材料時，離子凝膠的溫度檢測精度低至0.1 oC，溫度檢測范圍在-40-100 oC，具有優異的抗凍性和耐高溫性，并在拉伸狀態下仍能保持優異的溫度敏感行為（圖3）。基于離子凝膠優異的應變和溫度傳感性能，一方面，該傳感材料可用于監測人體微妙運動（例如，臉頰凸起和說話）和大幅度運動（例如，手指和手腕的彎曲）；另一方面，還可以監測各種溫度變化信號（例如，手機充電引起的溫度變化）（圖4）。同時，這種基于離子凝膠的傳感材料具有明顯的抗菌能力和良好的生物相容性。相關論文以“Flexible, Transparent, and Antibacterial Ionogels toward Highly Sensitive Strain and Temperature Sensors”為題，發表在《Chemical Engineering Journal》上。
圖1. 離子凝膠的結構
圖2. 離子凝膠的應變傳感性能分析。
圖3. 離子凝膠的溫度傳感性能分析。
圖4.
展開 Abaqus圓形激光溫度-位移耦合案例教學 ￥19.98
1、 引言
本案例通過力 - 熱耦合分析方法，探究圓形激光載荷作用下玻璃板的溫度分布及應力響應特性。通過開發定制化子程序生成激光熱源，并結合溫度 - 位移耦合分析步，建立高精度有限元模型，最終實現對溫度場與應力場的多物理場耦合求解與結果分析。
2、 幾何模型與材料參數
（1） 模型構建：建立三維實體模型模擬玻璃板，尺寸為178×127×0.3（需根據實際場景設定具體參數），
圖1模型構建
（2） 材料屬性：定義玻璃板的熱物理參數（如導熱系數、比熱容、熱膨脹系數）與力學參數（如彈性模量、泊松比），考慮材料屬性隨溫度的非線性變化（如需）。
圖2 材料屬性構建
3、 激光熱源子程序開發
（1） 熱源特性：采用高斯分布模擬圓形激光束，功率密度函數為：
其中，P 為激光功率，r0為光斑半徑，r 為徑向坐標
（2） 子程序實現：基于ABAQUS的用戶子程序接口（如DFLUX或HETVAL），編寫 Fortran/Python 程序生成動態加載的圓形激光熱源，通過時間 - 空間函數控制熱源移動軌跡（如需模擬掃描過程）。
圖3 使用荷載子程序
5、 計算結果與分析
（1） 溫度場分布特征
1． 云圖可視化：通過后處理軟件顯示不同時刻的溫度場云圖，典型結果包括：激光光斑中心區域出現局部高溫峰值，溫度梯度沿徑向快速衰減；隨時間延長，熱擴散導致高溫區域擴大，穩態時形成穩定溫度分布。
2． 數據提取：提取特征點（如光斑中心、邊緣）的溫度 - 時間曲線，分析升溫速率與峰值溫度隨激光功率 / 作用時間的變化規律。
圖7 溫度云圖可視化
（2） 應力場響應規律
1．
展開 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。
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