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登錄ansys鋁合金本構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者:王靖雯 創(chuàng)建時間:2023-03-07
ansys鋁合金本構(gòu)的視頻教程
鋁合金板狀試樣單向拉伸模擬
本視頻主要介紹通過采用Johnson-Cook本構(gòu)模型對鋁合金材料進(jìn)行板狀樣拉伸模擬,以及一些基本的后處理操作。仿真結(jié)果與實驗結(jié)果匹配良好。希望供大家參考。
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ansys鋁合金本構(gòu)的實例教程
Al基材料
本文所用的Al基材料牌號為鋁合金2024-T351,計算中采Johnson-Cook動態(tài)失效模型,并考慮材料的應(yīng)變率強化、塑性熱和溫度軟化等特性,單元失效通過損傷控制(即損傷變量D達(dá)到1時單元失效)。
Johnson-Cook本構(gòu)介紹
Johnson-Cook應(yīng)變和溫度敏感塑性材料,常用于模擬高應(yīng)變率和塑性熱引起的材料軟化等問題,典型應(yīng)用包括金屬爆炸成型、彈道侵徹和沖擊等。
Johnson-Cook本構(gòu)將材料屈服應(yīng)力表達(dá)為:
其中,A為初始屈服應(yīng)力;
B為應(yīng)力硬化常數(shù);
N為應(yīng)力硬化指數(shù);
C為應(yīng)變率常數(shù);
M為軟化指數(shù);
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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)動引起的織構(gòu)演變。
對于從事鋁合金、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。然而,原生的 VPSC 通常是針對均勻變形設(shè)計的,面對實際工程中復(fù)雜的幾何邊界和非均勻變形(如軋制、沖壓),它需要一個更強大的載體。
傳統(tǒng)室溫本構(gòu)模型通常需要依賴大量不同溫度、不同加載路徑下的實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合,很難真正解釋“溫度如何影響晶體滑移和多晶塑性響應(yīng)”。
Cyr 等人針對這一問題提出了一個三維熱-彈-黏塑性晶體塑性模型,即 TEV 模型,用于描述 FCC 多晶材料,特別是 AA5754 鋁合金在升溫條件下的力學(xué)行為。該模型的核心思想是:材料變形不僅包含彈性變形和晶體塑性滑移,還需要顯式考慮熱膨脹變形。
這篇文章對我們的啟發(fā)在于:晶體塑性并不只能用于單晶拉伸、RVE 或微觀變形分析,也可以嵌入顯式動力學(xué)框架,用于研究真實工程結(jié)構(gòu)中的局部變形、吸能和織構(gòu)演化。對于高溫合金、鋁合金薄壁件、微尺度構(gòu)件等問題,如果材料存在明顯織構(gòu)或晶粒尺度效應(yīng),將晶體塑性與結(jié)構(gòu)有限元耦合,能夠提供比傳統(tǒng)本構(gòu)更豐富的物理信息。
Workbench,創(chuàng)建一個「Static Structural(結(jié)構(gòu)靜力分析)」系統(tǒng)</p><p class="ql-align-justify">2、定義琴弦的材料屬性,本案例采用鋁合金</p><p class="ql-align-justify">3、導(dǎo)入吉他幾何模型(如圖 1 所示),打開 Workbench 并為幾何分配材料。
在 *MAT_58 材料模型參數(shù)中,除去拉伸強度和拉伸模量等本構(gòu)參數(shù),能夠?qū)Σ牧系膽?yīng)力-應(yīng)變曲線產(chǎn)生影響的還有 FS、E11T、SLIMT1 和 ERODS,因此分別改變這四個參數(shù)的值,研究其對材料的力學(xué)響應(yīng)的影響。
一期一會 | 什么是電母線?4個月前
Ansys全新推出【Simulation Topics】系列專題,邀您一起探索仿真世界。本專題將以“一期一會”的形式,攜手各領(lǐng)域?qū)<遥瑖@Ansys全產(chǎn)品線的技術(shù)優(yōu)勢,帶您深入解析流體、結(jié)構(gòu)、電子設(shè)計及電磁仿真、光學(xué)、光子學(xué)、半導(dǎo)體、自動駕駛、汽車、聲學(xué)、航空航天、材料等多個關(guān)鍵領(lǐng)域,讓復(fù)雜的專業(yè)知識觸手可及。
damask在windows下使用的案例效果如下:
在編譯過程中測試了下圖所示的案例,分別是BCC鐵,位錯密度模型,F(xiàn)CC鋁,HCP鎂合金,HCP鈦合金,各項同性的粘塑性模型,taylor模型等以及動態(tài)顯示vumat的實現(xiàn),發(fā)現(xiàn)運行結(jié)果良好,計算效率相較于linux平臺要稍快一些,指的注意的是,當(dāng)前采用單核心計算,在后續(xù)的過程中會對整體的damask代碼進(jìn)行完整的重構(gòu),充分支持多核心并行計算,即運算效率會顯著提到
雙擊項目B的model欄,打開軟件界面進(jìn)行仿真參數(shù)設(shè)置,
打開模型后會自動導(dǎo)入已關(guān)聯(lián)的模型和材料設(shè)置,界面如下,
選中幾何模塊中有問號的殼體,有問號說明模型定義不完全,本項目中,為合理利用計算資源,設(shè)置模型為殼體,我們需為他賦予厚度和材料定義。厚度設(shè)置為3mm,材料定義為鋁合金NL。
電池包厚度設(shè)置為2mm,撞擊體厚度設(shè)置為20mm,并為其賦予2000kg點質(zhì)量,材料定義為鋁合金NL。添加點質(zhì)量操作如下,首先選中要添加點質(zhì)量的幾何體,然后鼠標(biāo)右鍵Insert,選擇Point Mass,然后選中該幾何體所有外邊緣,并添加2000kg質(zhì)量。
歸一化仿真入射波及歸一化幅值曲線
材料設(shè)置:①桿件:鋼桿密度 kg/m2,楊氏模量210e3MPa,泊松比0.29;②試樣:材料選擇1100-H14鋁合金,使用Johson-Cook本構(gòu)模型;③整形器:材料選擇黃銅,使用Johson-Cook本構(gòu)模型。