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登錄ansys怎樣用本構方程的案例
電工電子殼體用ABS蠕變本構方程擬合及長期變形情況預測
利用蠕變本構方程,可以模擬材料在實際工作條件下的長期變形,預測結構的壽命,這對于長期在高溫條件下服役的產品尤為重要,有利于優化產品的設計和性能。本文采用電工電子產品殼體常用ABS材料進行研究,依據測試數據擬合得到ABS蠕變本構方程,并根據時間-溫度-應力等效原理對其在較長時期的蠕變變形情況進行預測,為ABS材料的使用穩定性提供一些參考。
采用DMA三點彎曲測試,分別測試45°C和55°C下0.3MPa、0.6MPa、1.2MPa下的100h的蠕變測試,得到蠕變應變-時間曲線,如圖1所示。同時測試試樣楊氏模量和泊松比,如表1所示。
a. 45℃不同應力水平下的蠕變應變曲線
b. 55℃不同應力水平下的蠕變應變曲線
圖1 不同溫度下的蠕變應變-時間曲線
表1 45℃下的楊氏模量和泊松比
1. 蠕變本構方程擬合
蠕變應變-時間曲線一般分為三個階段:蠕變減速階段,穩定恒速階段和蠕變加速階段,根據測試情況只有前兩個階段。一般情況下,蠕變應變(蠕變應變率)是時間、應力、應變、溫度的函數,蠕變應變及蠕變應變率可以使用時間、溫度、應力、應變相關函數的乘積來表示,具體如下公式(1):
對于只有前兩個階段的測試情況,比較合適的本構方程主要有時間硬化本構、應變硬化本構、指數類本構等,穩定階段的本構方程對僅關注蠕變第二階段有良好效果。測試過程中,保持應力不變,適用于時間-硬化本構,應變硬化本構方程適合變應力的蠕變過程。
采用時間-硬化本構方程對數據進行擬合,通過擬合45℃下0.3MPa和0.6MPa的本構方程,得到相關本構參數(硬化常數A,硬化指數n,時間硬化指數m)及時間-應變本構方程:
2.
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