螺栓應力松弛的案例
lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-soild
1.問題描述
前面計算了螺栓連接為beam方式建立的方法，當前考慮螺栓為實體螺栓，當一組零件中有螺栓的存在，螺栓會添加一個預緊力，之后組件受到其他的沖擊碰撞等受力，查看整體變形和應力分布情況
2.問題分析
由于lsdyna自身的原因，計算的步長受到材料密度、彈性模量、網格大小等因素影響，不可控制，只能計算很短時間內的一個變形。如果延長時間則計算量過大，沒有意義了。
那么在常規方法在lsdyan中，只能在0.001s內施加螺栓預緊力，組件在短時間內受到螺栓預緊力的作用就會在后期產生抖動，對于后續加載的沖擊碰撞等載荷后產生影響，那么如何消除這個現象？
3.模型處理
實體螺栓模型需要將螺栓設置表面印記，將螺栓的圓柱部分切割出來，建立局部坐標系，加載螺栓預緊力，加載的載荷只能是應力值，結果為預緊力/截面積
4.lsdyna螺栓驗證
建立螺栓模型，加載預緊力的應力之后，看到結果中螺栓被分成兩端，并重合擠壓，得到需要的螺栓預緊力，所以需要考慮設置中shear and bending
5.動力松弛+螺栓預緊力
建立動力松弛，其中設置為隱式算法并加載螺栓預緊力
結果如下，可以看到兩側被擠壓，整體有微小的抖動，但是并不明顯，整體的應力比較穩定
6.靜力學+動力松弛方法加載預緊力
6.1靜力學計算
預緊力中載荷加載和靜力學相同，為切斷圓柱方式，按照常規方式在靜力學中加載螺栓預緊力100N，獲取靜力學的變形
6.2靜力變形+動力松弛
在lsdyna中讀取靜力學變形，再添加一個lsdyna模塊，將結果導入lsdyna，如圖所示。得到的結果只能是位移變形，這樣就能得到初始的預添加受力的變形了.
展開 lsdyna中動力松弛-螺栓預緊力加載-beam
1.問題描述
當一組零件中有螺栓的存在，螺栓會添加一個預緊力，之后組件受到其他的沖擊碰撞等受力，查看整體變形和應力分布情況
2.問題分析
由于lsdyna自身的原因，計算的步長受到材料密度、彈性模量、網格大小等因素影響，不可控制，只能計算很短時間內的一個變形。如果延長時間則計算量過大，沒有意義了。
那么在常規方法在lsdyan中，只能在0.001s內施加螺栓預緊力，組件在短時間內受到螺栓預緊力的作用就會在后期產生抖動，對于后續加載的沖擊碰撞等載荷后產生影響，那么如何消除這個現象？
3.動力松弛方式加載
3.1建立梁連接
在螺栓添加之間建立一個梁連接，設置好對應的接觸面，梁連接的好處是僅僅考慮質量慣性，沒有自身的彎曲，預緊力中載荷加載和靜力學相同，為切斷圓柱方式.
3.2加載動力松弛
在設置中可以添加dynamic relaxation，并且添加bolt pretension，設置如下所示，其中動力松弛中的方法設置為implicit隱式算法，螺栓預緊力中添加螺栓載荷.
3.3結果查看
在lsdyna中計算0.01s的時間，查看變形和應力結果，可以看到螺栓預緊力將兩個梁壓彎，但是并沒有產生過大的抖動，達到了初始預緊力的加載需求
4.靜力學+動力松弛方法加載預緊力
4.1靜力學計算
按照常規方式在靜力學中加載螺栓預緊力100N，獲取靜力學的變形
4.2靜力變形+動力松弛
在lsdyna中讀取靜力學變形，再添加一個lsdyna模塊，將結果導入lsdyna，如圖所示。得到的結果只能是位移變形，這樣就能得到初始的預添加受力的變形了.
展開 ABAQUS橡膠墊圈的超彈性及應力松弛行為的仿真教程
并擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質材料，作為通用的模擬工具， ABAQUS 除了能解決大量結構（應力/位移）問題，還可以模擬其他工程領域的許多問題，例如熱傳導、質量擴散、熱電耦合分析、聲學分析、巖土力學分析（流體滲透 / 應力耦合分析）及壓電介質分析。
橡膠密封墊的密封性常用表面接觸應力大小來表示，其力學行為常用超彈性本構模型來描述，同時橡膠具有黏彈性特性，在長期受壓狀態下，會出現力學松弛現象。
本篇文章展示ABAQUS軟件在仿真橡膠墊的超彈性變形行為及應力松弛現象的功能，應力釋放模型采用應力釋放實驗數據，超彈性模型為Mooney-Rivlin超彈性力學模型：
在軟件進行模型裝配，裝配后如圖1所示。先對上模具施加位移，待橡膠密封墊片獲得一定應力場后再仿真應力釋放過程，分別采用靜力隱身和粘性分析步，然后設置場變量和歷史變量輸出，分別如圖2和圖3所示。
圖1 模型裝配圖
圖2 變量輸出
圖3 歷史變量輸出
定義上下模具與橡膠密封墊，摩擦系數為0.16，定義好之后如圖4所示。定義對稱、強制位移和固定邊界條件，定義好后如圖5所示。
展開 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析 Abaqus帶螺紋螺栓接觸應力分析淺析
在實際情況下，很多結構都采用螺栓連接的方式，如何考慮螺栓連接、對連接螺栓的分析計算是個難點。目前的常規做法通常有兩種：1.簡化，用RBE2和beam梁來代替螺栓，這樣不能反映連接螺栓真實應力，圖1為某結構連接螺栓簡化的beam梁應力云圖，沒有接觸應力：
.直接做出來螺栓螺紋采用接觸分析，雖然得出的結果很精確，但這樣前處理工作量大（螺栓和螺紋用六面體網格建模）、計算量大（接觸收斂困難），如圖為某結構帶螺紋螺栓和連接件模型（圖2）和計算得出的結果（圖3）：
圖3 計算結果
那么，有什么好辦法可以不用簡化帶螺紋螺栓，不用直接做出帶螺紋螺栓，又能得到足夠精確的結果？
運用大型通用非線性有限元分析軟件Abaqus，只需要在接觸定義中設置跟實際螺紋形狀有關聯的參數，如牙角、螺距、螺栓小徑等，就可以模擬真實的連接螺栓接觸狀況。既可以得到足夠精確的分析結果，又節省了時間專注進行其他的分析設置。如圖4，為連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓：
圖4 連接螺栓接觸來定義帶螺紋螺栓
圖5為某結構直徑10MM的帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分布云圖：
圖5 某結構直徑10mm帶螺紋的連接螺栓接觸壓力分部云圖
展開 
T-Section隧道模型(CylinderTSectionWithWall)---應力松弛法計算
相對應的代碼如下:
building-blocks set create "mwu"building-blocks block import from-file "CylinderTSectionWithWall.bset"zone generate from-building-blockszone face skin
3 計算
計算過程如前文所述，首先在自重應力下進行平衡計算：
zone initialize-stress
然后使用下面的命令進行開挖計算，
zone relax excavate range group "Space"
這個命令可逐漸減小開挖范圍內單元的應力，剛度和密度，直到它們對模型產生影響。"zone cmodel null"命令或"zone cmodel delete"命令是一種瞬時開挖單元的做法，假定開挖區域瞬時完成。為了模擬真實的施工過程，FLAC3D引入了隧道工程中“應力松弛法”的概念。由于FLAC3D計算使用動力學原理(F=ma)來達到靜態收斂，因此對模型的突然更改可能會產生準慣性(quasi-inertial)效應，人為地夸大了該單元的破壞。緩解這種情況的一種方法是漸進挖掘單元，從而使單元移除的影響不太突然。FLAC3D使用了自動的單元開挖松弛方法，使得開挖周圍單元影響的影響隨著時間的推移逐漸減少，松弛系數設為1到0。FLAC3D的默認值是使用當前的mechanical force ratio (it.zone.mech_ratio)來伺服控制的。當松弛系數達到0時，單元設置為空本構模型NULL, 然后去掉開挖單元。
展開 拉伸試驗CAE分析對比（涉及殘余應力映射、動態松弛） ￥15
本文主要講述：
1、拉伸試驗的CAE建模及分析，涉及樣片拉伸試驗仿真的約束和加載等；
2、通過關鍵字輸出拉伸試驗后樣片的殘余應力應變厚度變化等信息；
3、通過映射和動態松弛，將殘余應力應變引入試片拉伸分析，驗證加工硬化的影響。
拉伸試驗樣片基礎尺寸如下：
拉伸試驗CAE建模：
1、網格基本尺寸2mm，試片厚度1.2mm，材料B250P1。
2、左端對兩排單元的節點進行全約束（*BOUNDARY_SPC_option），右端對兩排單元的節點施加強迫運動（*BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID）。
3、在試片中間建立彈簧單元來模擬標距，可以通過彈簧的變化量來計算應變。
工況一：加載端強迫位移15mm。
工況二：加載端強迫位移3mm，輸出dynain文件（包含殘余應力應變等）。
工況三：對拉伸試片映射工況二的殘余應力應變后，采用動態松弛，最后加載端強迫位移15mm。
以上僅作為學習研究的方法，涉及具體拉伸試驗對標等工作，需要做一定的調整。
展開 南京大學胡文兵教授課題組：高分子熔體應力松弛的鏈間協同阻礙機制
在國家自然科學基金委項目資助下，
南京大學胡文兵教授課題組
采用動態蒙特卡洛分子模擬研究伴隨有應力松弛的單雙軸拉伸誘導高分子結晶的熱力學、動力學和形態學機制。他們將單鏈應力松弛的麥克斯韋線性黏彈性模型引入到動態蒙特卡洛分子模擬中，首先研究了一組平行拉伸變形的高分子鏈在無熱熔體中發生應力松弛的鏈間協同阻礙機制。分子模擬再現了高分子熔體的德拜松弛及其埃倫尼烏斯流體特點。在這樣的線性黏彈性響應條件下，他們對應力松弛這一非平衡過程進行了應力漲落分析，觀察到對應于漲落峰頂處的過渡態出現了自發的鏈動力學異質性所導致的伸展鏈和線團兩種狀態共存現象(圖a)。進一步的結構分析表明伸展鏈組分均勻分布在垂直于拉伸方向的平面內，說明其沒有發生聚集分凝，屬于局部漲落現象，而沿著拉伸方向則出現了優先松弛的線團組分鏈單元富集在中心位置區域，同時伸展鏈組分鏈單元富集在兩側區域的情況(圖b)，顯示出二者在中心位置處發生了空間上的競爭，即伸展鏈的應力松弛在過渡態受到了處在中心位置線團的空間阻礙作用(圖c)。
(a)本體高分子在約化溫度為30的線性黏彈性條件下發生應力松弛的單鏈應力分布曲線隨松弛時間的演化，顯示在過渡態的紅色曲線出現兩個峰，分別對應線團和伸展鏈構象；(b)在過渡態沿著拉伸方向上線團組分鏈單元的分布曲線(紅線)表明其占據在中心區域，伸展鏈組分鏈單元的分布曲線(藍線)則富集在兩側區域，這種反差在應力松弛的早期就現出端倪；(c)局部的兩條相鄰伸展鏈在應力松弛過程中先后松弛造成中間過渡態出現空間擁堵現象示意圖，紅色和藍色分別代表兩條在熵彈性驅動下發生松弛回彈的高分子鏈。
可以想象，在應力作用下，伴隨著應變的發展，近鄰的本體無定形高分子鏈之間采取平行取向排列的方式伸展開來。
展開 施加初始應力的方法及對比（1.質量阻尼法（模態法、快速傅里葉法）；2.動力松弛（SIDR=1-2）） ￥138.93
針對LS-DYNA顯示動力學分析中的初始應力施加如重力、軸力問題，建立了柱模型，按照軸壓比為0.1施加軸力，對比分析了幾種方法的有效性和耗時，給出針對不同計算的施加初始應力的最有效最經濟的建議，提供了全部的k文件和程序代碼以及分析文檔。
LS-DYNA動態松弛實現應力初始化設置重力效應時，關于關鍵字設置的一些思考
k文件來自于論壇大神，原作者冰刀，Email： yj152052520@163.com QQ395550334
技術鄰原帖：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/284766
drelax1test和drelax2test分別為動力松弛過程應力初始化和后續載荷施加過程，第一步重力加速度加載實現應力初始化，第二步重力加速度繼續加載；
drelax3test為動力松弛過程應力初始化和后續加載一步過程，下面我們看看它們的關鍵字設置具體區別在哪：
下圖為drelax1test計算得到的，用時37s，可以看到時間顯示是0，只有兩步
這里設置了IDRFLG=1，ENDTIM=0.0，*DEFINE_CURVE的SIDR=1，意味著該曲線只能用來應力初始化
運行drelax2test進行重啟動時，需要選取Implicit-to-explicit Sequential Solution，
然后計算時候會提示要求輸入重啟動文件，在命令框輸入m=drdisp.sif點擊回車
就會繼續計算，實現后面的計算
注意這里設置了IDRFLG=2 ENDTIM=0.03，*DEFINE_CURVE的SIDR=1，意味著該曲線只用于瞬態分析或其他應用。
下圖是Drelax3test計算得到的，用時49s，發現有后續的計算，也就是后續的重力加載，導致結果稍有差別，可以看到時間顯示是0.03，一共32步
注意這里設置了IDRFLG=1 ENDTIM=0.03，*DEFINE_CURVE的SIDR=2，意味著該曲線同時用于初始化和瞬態分析
注意，約束的是端面
使用上述的動態松弛法進行土壤重力的施加，得到的土壤重力分布如下圖所示
展開 MATLAB/FORTRAN | 鍵基近場動力學（BBPD）動態松弛法實現準靜態單軸壓縮模擬（含預制裂隙），反力計算應力應變曲線 ￥119
程序采用經典的動態松弛算法（Dynamic Relaxation），將動力學方程轉化為解決準靜態問題的工具，模擬二維材料在單軸壓縮載荷下的響應及裂紋擴展過程。
準靜態模擬方案：利用動態松弛代碼，通過人為阻尼迭代，穩定求解準靜態單軸壓縮過程。
預制裂隙建模：代碼內置預制裂隙邏輯，用戶可根據需求自定義裂隙的位置、角度和長度，觀察裂隙對材料強度的影響。
鍵基 PD 理論基礎：嚴格遵循 BBPD 理論，涵蓋近場半徑（Horizon）確定、微模量計算及斷裂準則。
單軸壓縮工況：預設標準的單軸壓縮邊界條件，模擬材料在受壓狀態下的損傷演化。
應力應變曲線計算：通過反力計算試樣的應力應變曲線。
MATLAB/Fortran 編寫：代碼結構清晰，算法邏輯直觀，無須配置復雜的第三方環境，適合學習與二次開發。
損傷演化可視化：程序包含后處理模塊，可生成裂紋擴展路徑、損傷場分布圖。
參數可調：材料參數、幾何尺寸、離散間距及迭代終止條件均可靈活修改。
展開 螺栓連接鈑金應力的CAE評價方法
螺栓截面的接觸變形不能用Beam螺栓近似模型表現，因此以往的螺栓孔的全部節點用剛性約束來處理的方法對螺釘傳遞載荷會帶來誤差。
鈑金變形受到螺栓孔周圍的約束狀態的影響。這等同于FEM解析精度受到螺栓孔邊界條件的影響。螺栓孔的邊界條件就是螺栓模型自身，從變形解析精度的角度來驗證或者進行開發螺栓模型是今后很重要的課題。
4 結言
為了同時滿足螺栓連接鈑金的應力解析的高精度和高效率，本文提案了代替關于FEM應力評價的復雜的接觸計算的CAE方法：先利用簡單的螺栓模型計算螺釘傳遞載荷，然后通過接觸力學的應力計算模型來計算接觸部的應力集中。本文中提倡的Ciavarella and Decuzzi的應力計算模型是利用解析解得到應力，因此能夠保證計算精度的同時，計算也非常簡單。并且、知道了用Beam模型來近似螺栓模型，對FEM鈑金変形的解析精度、即螺螺釘傳遞載荷帶來一定的影響。該影響進行定量地評價或者改善螺栓模型是以后的研究課題。而且，本論文中沒有充分討論的Mises應力最大值的數值算法也是以后繼續研討的內容。還有，包括橫向載荷的螺栓連接鈑金的解析方法的構筑也是作為今后的開發課題。
展開 
