abaqus 真實(shí)應(yīng)變的案例
一文搞清ABAQUS中真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變
應(yīng)變計(jì)算公式為：
②仿真中的真實(shí)應(yīng)力與真實(shí)應(yīng)變
在使用ABAQUS仿真時(shí)，如果我們的材料屬于塑性材料范疇，分析時(shí)涉及較大變形，在分析時(shí)必須將其應(yīng)力和應(yīng)變定義成真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變，我們就需要將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到的名義數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成真實(shí)數(shù)據(jù)。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，如果不使用真實(shí)應(yīng)力與真實(shí)應(yīng)變，我們就不能分析出我們想要的較為準(zhǔn)確結(jié)果，這里考慮的是材料的非線性問(wèn)題。
工程應(yīng)力應(yīng)變和真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變 附常用材料應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)下載
通常處理方法是：實(shí)驗(yàn)采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成工程應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)①，再通過(guò)上述公式轉(zhuǎn)換成真實(shí)的應(yīng)力應(yīng)變曲線②，通過(guò)真實(shí)應(yīng)變減去彈性應(yīng)變，得到最終的塑性應(yīng)變。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法：將計(jì)算好的工程應(yīng)變應(yīng)力分別輸入EXCEL表格中，插入計(jì)算公式：Ln（1+A2）即可計(jì)算出真實(shí)應(yīng)變，代入公式：B2*(1+A2)并下拉即可得到真實(shí)應(yīng)力，假定第三行為最大彈性應(yīng)變，真實(shí)應(yīng)變減去彈性應(yīng)變得到有效塑性應(yīng)變。
有效塑性應(yīng)變真實(shí)應(yīng)力曲線即是我們處理好的可以導(dǎo)入有限元軟件的材料模型數(shù)據(jù)。
下載地址：常用材料應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)
展開(kāi) 名義應(yīng)力應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變
名義應(yīng)力應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變
在進(jìn)行結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件分析時(shí)，材料屬性往往是最為重要的。我們?cè)诓牧显囼?yàn)測(cè)試時(shí)，一般測(cè)出的試驗(yàn)曲線是名義應(yīng)力—應(yīng)變曲線，即所謂的工程應(yīng)力和工程應(yīng)變之間的關(guān)系。還有一張應(yīng)力應(yīng)變，我們稱為真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變，那么工程應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)力有什么區(qū)別？
首先請(qǐng)看這張圖:
這里面的Stress 和 Strain 就是指的工程應(yīng)力和工程應(yīng)變。只是由于在進(jìn)行應(yīng)變計(jì)算時(shí)，并未考慮測(cè)試構(gòu)件的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)或者截面縮小，這相當(dāng)于沒(méi)有考慮非線性的影響。
但其實(shí)我們可以看到，在斷口處A（這個(gè)面積才代表真正的受應(yīng)力面）是非常小的，因而材料的真實(shí)強(qiáng)度時(shí)上升了的（是指單位體積或者單位面積上的，不是結(jié)構(gòu)上的）。
真實(shí)應(yīng)力的定義
考慮到上述情況，真實(shí)應(yīng)力被定義了出來(lái)：
在有限變形中，只有Δl→0時(shí)，拉伸與壓縮的應(yīng)變才是相同的，即：
以及：
其中：l為當(dāng)前長(zhǎng)度；l0為初始長(zhǎng)度；ε為真實(shí)應(yīng)變或?qū)?shù)應(yīng)變。
與真實(shí)應(yīng)變相對(duì)應(yīng)的是真實(shí)應(yīng)力，定義為：
其中：F是施加在材料上的力；A是當(dāng)前面積。
如果給出真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變的曲線，那么在拉伸和壓縮下，承受有限變形的金屬有相同的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。
應(yīng)力應(yīng)變的轉(zhuǎn)換
在一些有限元軟件中，必須輸入真實(shí)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系，MARC和ABAQUS都是這樣的有限元軟件，尤其是在定義塑性數(shù)據(jù)時(shí)。
展開(kāi) 名義應(yīng)力應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變
我們?cè)诓牧显囼?yàn)測(cè)試時(shí)，一般測(cè)出的試驗(yàn)曲線是名義應(yīng)力—應(yīng)變曲線，即所謂的工程應(yīng)力和工程應(yīng)變之間的關(guān)系。還有一張應(yīng)力應(yīng)變，我們稱為真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變，那么工程應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)力有什么區(qū)別？
首先請(qǐng)看這張圖:
這里面的Stress 和 Strain 就是指的工程應(yīng)力和工程應(yīng)變。只是由于在進(jìn)行應(yīng)變計(jì)算時(shí)，并未考慮測(cè)試構(gòu)件的長(zhǎng)度伸長(zhǎng)或者截面縮小，這相當(dāng)于沒(méi)有考慮非線性的影響。
但其實(shí)我們可以看到，在斷口處A（這個(gè)面積才代表真正的受應(yīng)力面）是非常小的，因而材料的真實(shí)強(qiáng)度時(shí)上升了的（是指單位體積或者單位面積上的，不是結(jié)構(gòu)上的）。
真實(shí)應(yīng)力的定義
考慮到上述情況，真實(shí)應(yīng)力被定義了出來(lái)：
在有限變形中，只有Δl→0時(shí)，拉伸與壓縮的應(yīng)變才是相同的，即：
以及：
其中：l為當(dāng)前長(zhǎng)度；l0為初始長(zhǎng)度；ε為真實(shí)應(yīng)變或?qū)?shù)應(yīng)變。
與真實(shí)應(yīng)變相對(duì)應(yīng)的是真實(shí)應(yīng)力，定義為：
其中：F是施加在材料上的力；A是當(dāng)前面積。
如果給出真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變的曲線，那么在拉伸和壓縮下，承受有限變形的金屬有相同的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。
應(yīng)力應(yīng)變的轉(zhuǎn)換
在一些有限元軟件中，必須輸入真實(shí)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系，MARC和ABAQUS都是這樣的有限元軟件，尤其是在定義塑性數(shù)據(jù)時(shí)。這時(shí)需要對(duì)試驗(yàn)給出的材料數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
展開(kāi) 
由工程應(yīng)力、應(yīng)變計(jì)算真實(shí)應(yīng)力、應(yīng)變
設(shè)t時(shí)刻的作用于試樣標(biāo)距段加載方向的載荷為F，工程應(yīng)力為，工程應(yīng)變為，真實(shí)應(yīng)力為，真實(shí)應(yīng)變為。規(guī)定試樣受拉伸長(zhǎng)時(shí)，載荷、應(yīng)力及應(yīng)變取正值，反之，受壓縮短時(shí)，載荷、應(yīng)力及應(yīng)變取負(fù)值，則
式1
式2
式中表示0時(shí)刻至t時(shí)刻試樣長(zhǎng)度的增量。
式3
式4
真實(shí)應(yīng)力 的求解變換中利用了材料變形過(guò)程中體積不變的假設(shè)，即。
繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線時(shí)，往往不管拉伸或者壓縮，都將應(yīng)力和應(yīng)變繪制成正值。這樣，拉伸時(shí)，按照公式<1>至<4>計(jì)算出的應(yīng)力和應(yīng)變均為正值，不需要進(jìn)行變換；壓縮時(shí)，按照上述方法計(jì)算出的應(yīng)力和應(yīng)度均為負(fù)值，需要進(jìn)行變換。變換方式為：對(duì)上述公式中所有的應(yīng)力和應(yīng)變乘-1。按照這種規(guī)則，壓縮時(shí)應(yīng)力、應(yīng)變用<5>至公式<8>進(jìn)行汁算。其中公式<5>中F取負(fù)值。
式5
式6
式7
式8
?
?
?
展開(kāi) 由工程應(yīng)力、應(yīng)變計(jì)算真實(shí)應(yīng)力、應(yīng)變
材料的名義應(yīng)力、應(yīng)變與真實(shí)應(yīng)力、應(yīng)變轉(zhuǎn)換公式的推導(dǎo)
名義應(yīng)力、應(yīng)變也叫工程(Engineering)應(yīng)力、應(yīng)變。
CAE軟件需要采用基于變形后的應(yīng)力、應(yīng)變，即真實(shí)的應(yīng)力、應(yīng)變。
其中
為試件當(dāng)前截面面積，
為試件當(dāng)前長(zhǎng)度。
LS-DYNA 材料的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線是怎么回事？ ￥3.99
LS-DYNA 材料的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線是怎么回事？
關(guān)于《LS-DYNA 材料的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線是怎么回事？》的補(bǔ)充-Python后處理腳本 ￥1.99
《LS-DYNA 材料的真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線是怎么回事？》貼對(duì)于怎么計(jì)算仿真得出的應(yīng)力應(yīng)變曲線說(shuō)的很含糊，且將文本文件中的數(shù)據(jù)粘貼至excel也較為繁瑣，在給學(xué)生講課的時(shí)候，普遍反映不感興趣。為簡(jiǎn)化此問(wèn)題，特地制作一個(gè)python腳本，用于自動(dòng)讀取spcforc文件中的數(shù)據(jù)，并輸出名義應(yīng)力應(yīng)變曲線，增加學(xué)習(xí)的趣味性。代碼如下。腳本在附件中，有興趣的朋友可以嘗試下載。
記得點(diǎn)贊，謝謝。
熱處理消除Q235鋼焊接殘余應(yīng)力的研究 附Q235鋼真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線研究下載
下載地址：Q235鋼真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線研究
abaqus子程序VUSDFLD——考慮應(yīng)變率與應(yīng)變軟化效應(yīng)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(xiě)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(qiáng)度變化，可應(yīng)用于的大變形計(jì)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(kāi) 
ABAQUS中求解某部分單元的平均應(yīng)力或平均應(yīng)變 ￥10
1、參考模型：?jiǎn)蜗蚶w維的RVE模型；
2、腳本功能：針對(duì)指定的單元集合，在后處理中求解平均應(yīng)力和平均應(yīng)變。
3、應(yīng)用的公式：一階均勻化計(jì)算方法。對(duì)于 RVE 模型的平均真應(yīng)力和平均真應(yīng)變，可通過(guò)對(duì) RVE 內(nèi)每一個(gè)單元的真應(yīng)力 （真應(yīng)變）取均值獲得。使用一階均勻化計(jì)算方法輸出的應(yīng)力和應(yīng)變適用于各種邊界條件，但需要對(duì)每個(gè)單元進(jìn)行應(yīng)力（應(yīng)變）的輸出和計(jì)算。
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列27： Abaqus內(nèi)部計(jì)算和顯示的應(yīng)變
（1）顯示應(yīng)變：Abaqus計(jì)算完畢后得到導(dǎo)入結(jié)果，在后處理中查看，應(yīng)變E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1如下：
（2）計(jì)算應(yīng)變：Abaqus中采用UMAT子程序，利用我們的子程序調(diào)試插件DUS調(diào)試UMAT，在Visual Studio中查看dStran的值，發(fā)現(xiàn)在計(jì)算完應(yīng)變后，進(jìn)入U(xiǎn)MAT時(shí)，E11=8.528e-1,E22=-5.173e-1，調(diào)試如下：
可以發(fā)現(xiàn)殼單元Abaqus的計(jì)算應(yīng)變和顯示應(yīng)變一樣，猜測(cè)都是對(duì)數(shù)應(yīng)變。
1.5.3 iSolver的應(yīng)變
iSolver中采用自帶材料進(jìn)行計(jì)算，材料參數(shù)和UMAT的輸入完全一致。
為了計(jì)算和Abaqus完全一致，iSolver也采用對(duì)數(shù)應(yīng)變計(jì)算方式，得到的應(yīng)變顯示如下，可發(fā)現(xiàn)和Abaqus完全一致。
==總結(jié)==
由上可以看到，在實(shí)際計(jì)算中，對(duì)體單元，Abaqus和iSolver都采用變形率積分方式來(lái)計(jì)算應(yīng)變，對(duì)殼單元，Abaqus和iSolver都采用對(duì)數(shù)應(yīng)變。一般理論書(shū)都認(rèn)為Abaqus是因?yàn)閷?duì)數(shù)應(yīng)變計(jì)算復(fù)雜才采用別的應(yīng)變，但個(gè)人認(rèn)為應(yīng)該不是這個(gè)原因，因?yàn)?em>Abaqus對(duì)體單元為了顯示對(duì)數(shù)應(yīng)變，依然重新計(jì)算了一遍，說(shuō)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(méi)研究清楚，歡迎探討。
如果有任何其它疑問(wèn)或者項(xiàng)目合作意向，也歡迎聯(lián)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?jiǎng)偠染仃囇芯俊?http://www.yqgqt.org.cn/content/post/338859
第二篇：S4殼單元質(zhì)量矩陣研究。
展開(kāi) ABAQUS批量提交Job與Python讀取ODB結(jié)果應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)
批量提交的核心是需要等待當(dāng)前計(jì)算任務(wù)的結(jié)束，上圖中若干個(gè)job的提交代碼如下：
# coding: utf-8
#微信公眾號(hào)：ABAQUS二次開(kāi)發(fā)
#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(jì)算任務(wù)的jobName
for jobName in jobList:
mdb.jobs[jobName].submit(consistencyChecking=OFF) #提交計(jì)算
mdb.jobs[jobName].waitForCompletion() #等待計(jì)算完成
print jobName , "is completed"
不過(guò)在實(shí)際的操作過(guò)程中，我們可能會(huì)需要避開(kāi)一些job不提交，或者job窗口事先并沒(méi)有建立job，等等，總之實(shí)際問(wèn)題永遠(yuǎn)比任何教程都復(fù)雜，不過(guò)只需要靈活面對(duì)就可以了，處理起來(lái)并不難。
展開(kāi) Abaqus通過(guò)USDFLD子程序進(jìn)行泥巖的應(yīng)變軟化模擬
本文基于泥巖的三軸壓縮試驗(yàn)曲線，建立考慮應(yīng)變軟化特性的泥巖彈塑性本構(gòu)模型，使用Abaqus及其子程序?qū)δ鄮r的三軸壓縮試驗(yàn)進(jìn)行了數(shù)值模擬。泥巖在受壓過(guò)程中主要經(jīng)過(guò)了5個(gè)階段，即壓密階段、彈性變 形、應(yīng)變硬化、應(yīng)變軟化、殘余階段。泥巖應(yīng)變軟化模型如下所示。
式中，ξ為強(qiáng)度參數(shù)，ξp為峰值強(qiáng)度參數(shù)，ξr為殘余階段強(qiáng)度參數(shù)，η為應(yīng)變軟化參數(shù)，η*為殘余階段的應(yīng)變軟化參數(shù)初始值。對(duì)于三軸壓縮試驗(yàn)，η用塑性剪切應(yīng)變來(lái)表示
塑性屈服準(zhǔn)則采用Mohr-Coulomb準(zhǔn)則，則粘聚力和內(nèi)摩擦角的參數(shù)演化可以用下式表示
在巖石的塑性變形過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生比較明顯的剪脹現(xiàn)象，而用來(lái)描述這一現(xiàn)象的較常用的力學(xué)參數(shù)就是剪脹角 Ψ，
上述模型可以通過(guò)USDFLD子程序進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，流程圖如下
有限元模型如下圖所示
計(jì)算得到的應(yīng)力云圖及不同圍壓下的載荷位移響應(yīng)如下所示
參考文獻(xiàn)：張力偉,賈善坡,鄒江濤,舒婧曦.泥巖的峰后軟化力學(xué)模型.中國(guó)科技論文,2016,11(21):2456-2461
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公眾號(hào): 320科技工作室
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abaqus 真實(shí)應(yīng)變abaqus真實(shí)應(yīng)變ansys中真實(shí)比例應(yīng)變真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變計(jì)算abaqus應(yīng)變abaqus計(jì)算應(yīng)變 Abaqus abaqus真實(shí)應(yīng)力真實(shí)應(yīng)變abaqus繪制真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變abaqus 真實(shí)應(yīng)變abaqus名義應(yīng)變和真實(shí)應(yīng)變abaqus的計(jì)算出來(lái)的應(yīng)變是工程應(yīng)變還是真實(shí)應(yīng)變abaqus真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變
