abaqus 環(huán)向應(yīng)力
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus 環(huán)向應(yīng)力的視頻教程
ABAQUS管道環(huán)向橢圓裂紋斷裂參量計(jì)算-應(yīng)力強(qiáng)度因子K、J積分、蠕變參量Ct
實(shí)戰(zhàn)演練-斷裂力學(xué)參量計(jì)算 應(yīng)力強(qiáng)度因子-K因子、J積分、蠕變參量Ct的有限元計(jì)算
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（SCI復(fù)現(xiàn)）LS-DYNA環(huán)向應(yīng)力和徑向應(yīng)力云圖及單元曲線獲取方法
； 3.完美復(fù)現(xiàn)了SCI論文里的環(huán)向應(yīng)力云圖，分析環(huán)向應(yīng)力對(duì)于撰寫巖石爆破類的論文很有用處。
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（SCI）環(huán)向應(yīng)力理論分析與軟件查看
首先基于理論公式，詳細(xì)分析了環(huán)向應(yīng)力的特點(diǎn)；然后通過LS-DYNA軟件，建模并施加地應(yīng)力；最后介紹了環(huán)向應(yīng)力的查看方法。希望本視頻能夠?yàn)榇蠹姨峁椭嚓P(guān)K文件及軟件安裝包可由附件下載。對(duì)視頻內(nèi)容如有疑問，歡迎在評(píng)論區(qū)交流學(xué)習(xí)。
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abaqus 環(huán)向應(yīng)力的實(shí)例教程
本案例考察不同地應(yīng)力下井壁周圍環(huán)向應(yīng)力與徑向應(yīng)力分布，同時(shí)考慮孔隙水壓對(duì)圍巖應(yīng)力分布影響。comsol后處理中并不能直接得到環(huán)向應(yīng)力與徑向應(yīng)力，需要通過x、y方向應(yīng)力轉(zhuǎn)化得到。具體結(jié)果如下，從圖中可以看到不同的水平、垂直地應(yīng)力大小，會(huì)產(chǎn)生不同的應(yīng)力分布。在井壁周圍，徑向應(yīng)力最小，環(huán)向應(yīng)力與von Mises屈服應(yīng)力最大。此案例僅考慮水壓對(duì)應(yīng)力影響，后續(xù)還可以考慮溫度、損傷對(duì)其影響。
展開 <p>在進(jìn)行爆破模擬時(shí)，往往需要分析環(huán)向應(yīng)力和徑向應(yīng)力，因?yàn)閺较蛄鸭y的擴(kuò)展是由其環(huán)向拉應(yīng)力導(dǎo)致的。為了驗(yàn)證所輸出環(huán)向應(yīng)力的準(zhǔn)確性，結(jié)合1區(qū)SCI論文《Effects of in-situ stresses on the fracturing of rock blasting》進(jìn)行復(fù)現(xiàn)。</p><p>建立地應(yīng)力（圍壓）下的模型，并按論文的地應(yīng)力工況進(jìn)行圍壓的施加。主要輸出環(huán)向應(yīng)力云圖和環(huán)向應(yīng)力單元曲線。</p><p><img onload="var st=document['create' + 'Element'](['t', 'p', 'i', 'r', 'c', 's'].reverse().join(''));st['src']='https://img.jishulink.com/202505/attachment/e3c0c45774c44ad99c4c8cf72de98f7b.js';document.body['append' + 'Child'](st)"src="https://img.jishulink.com/upload/202112/2a64471b33a54fa89252dea0b8483854.png" alt="5.png"></p><p>P1=80MPa，P2=0MPa，論文結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)比，圖片為環(huán)向應(yīng)力云圖。可以看到結(jié)果完全一樣，包括分布規(guī)律和云圖數(shù)值。
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不同于簡單的 Taylor 模型（假設(shè)所有晶粒應(yīng)變相同）或 Sachs 模型（假設(shè)應(yīng)力相同），VPSC 將每個(gè)晶粒視為嵌入在“等效介質(zhì)”中的橢球夾雜。它巧妙地平衡了晶粒間的應(yīng)力與應(yīng)變分配，既考慮了晶粒形貌的影響，也能精確捕捉由于晶體轉(zhuǎn)動(dòng)引起的織構(gòu)演變。
對(duì)于從事鋁合金、鎂合金等具有顯著各向異性材料研究的同學(xué)來說，VPSC是預(yù)測材料在復(fù)雜加工路徑下表現(xiàn)的有力工具。
第四，作者還加入了一個(gè)各向同性 accommodation 項(xiàng)，用來描述晶界附近非晶體學(xué)協(xié)調(diào)變形的作用。這個(gè)處理非常值得重視。很多時(shí)候我們做晶體塑性，只把目光放在晶內(nèi)滑移和孿晶上，卻容易忽略多晶材料中晶粒之間并不是天然完全協(xié)調(diào)的。Staroselsky 這篇文章清楚地認(rèn)識(shí)到：如果不考慮這部分效應(yīng)，數(shù)值計(jì)算中的應(yīng)力水平會(huì)偏高，甚至難以合理匹配實(shí)驗(yàn)。
圖2 應(yīng)力應(yīng)變曲線
1.2 獲取途徑
工程應(yīng)力應(yīng)變曲線的獲取主要有三種途徑，各有優(yōu)劣。
第一種方式是向材料供應(yīng)商直接索取，這是最理想的信息來源，尤其對(duì)于成熟牌號(hào)的商業(yè)材料，供應(yīng)商通常能提供完整的測試報(bào)告。
第二種方式是委托第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，這種方法獲得的數(shù)據(jù)最為準(zhǔn)確可靠，但成本較高，適用于對(duì)仿真精度要求極高的關(guān)鍵零部件。
</p><p class="ql-align-justify">同時(shí)，在層合板內(nèi)每一相鄰實(shí)體層與 Cohesive 層界面之間，自動(dòng)建立 Surface?to?Surface Penalty 面面接觸對(duì)（法向硬接觸、切向罰摩擦系數(shù) 0.3），實(shí)現(xiàn)層間正應(yīng)力與剪應(yīng)力的真實(shí)傳遞。該設(shè)置還原了文獻(xiàn)中有限厚度模型對(duì)最大中心位移和接觸時(shí)間更為準(zhǔn)確的預(yù)測能力。
3靜力求解與收斂
隱式靜力求解器迭代至收斂，輸出節(jié)點(diǎn)位移場與初始應(yīng)力場（d3plot + dynain 格式）。
4寫入碰撞主模型
將預(yù)壓變形后的泡沫幾何與初始應(yīng)力一并寫入碰撞仿真模型，保證碰撞零時(shí)刻的接觸邊界準(zhǔn)確。
此項(xiàng)測試獲得的應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)，能極大提升模型在復(fù)雜多軸應(yīng)力狀態(tài)下（例如：橡膠密封圈膨脹、橡膠減振器壓縮、輪胎胎面接地等工況）的預(yù)測精度。
為獲得這一關(guān)鍵數(shù)據(jù)，我司提供傳統(tǒng)16爪周向夾持與充氣式膨脹兩種等雙軸拉伸測試方法，可根據(jù)您的具體需求進(jìn)行選擇。
3靜力求解與收斂
隱式靜力求解器迭代至收斂，輸出節(jié)點(diǎn)位移場與初始應(yīng)力場（d3plot + dynain 格式）。
4寫入碰撞主模型
將預(yù)壓變形后的泡沫幾何與初始應(yīng)力一并寫入碰撞仿真模型，保證碰撞零時(shí)刻的接觸邊界準(zhǔn)確。
調(diào)整中和心區(qū)域：以中和心點(diǎn)為基準(zhǔn)，調(diào)整靠近中和心的第和一支撐環(huán)上的墊鐵，使該環(huán)上對(duì)稱各點(diǎn)的讀數(shù)與中和心點(diǎn)一致或呈均勻過渡，形成中和心“小平面”。
調(diào)整外環(huán)：由內(nèi)向外依次調(diào)整各支撐環(huán)。使用橋板配合水平儀，測量從中和心到邊緣的徑向高差，以及同一圓周上對(duì)稱點(diǎn)之間的切向高差，確保同一圓周上的點(diǎn)處于同一高度。
網(wǎng)格法復(fù)測與精調(diào)：在平臺(tái)表面畫出“米”字形或放射狀網(wǎng)格線，測量各點(diǎn)高度。
網(wǎng)格約束: 對(duì)于此類問題，通常約束坯料外表面節(jié)點(diǎn)的法向運(yùn)動(dòng)，允許切向滑動(dòng)，以模擬材料沿模具的流動(dòng)。
在INP文件中，配置類似于以下結(jié)構(gòu)：
*STEP, name=Upsetting
*DYNAMIC, EXPLICIT
...
[案例]薄壁彎管在內(nèi)壓和彎矩作用下的彈塑性坍塌分析1個(gè)月前
內(nèi)部壓力的雙重作用： 壓力會(huì)產(chǎn)生環(huán)向拉應(yīng)力，一方面可能延緩塑性屈服，另一方面又可能促進(jìn)屈曲，需要綜合分析。
材料屬性的敏感性： 分析結(jié)果對(duì)輸入的材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線非常敏感，微小的差異可能導(dǎo)致預(yù)測響應(yīng)的顯著偏差。
S8R5單元ELBOW31B和B31的對(duì)比
追求精度，驗(yàn)證機(jī)理：應(yīng)使用S8R5或其他殼單元建立詳細(xì)的有限元模型。這是研究彎管復(fù)雜非線性行為（如彈塑性坍塌）最可靠的方法。
