ansys橡膠的彈性模量的案例
通過ansys利用均勻化理論計算復合材料等效性能--等效彈性模量，剪切模量等
/PREP7
*SET,ALPH,0.5
*SET,TEMP,1
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MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
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MPDATA,ALPY,2,,-ALPH
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AOVLAP,all
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wpro,,,-90.000000
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lsel,s,,,10,11
lsel,a,,,1
LESIZE,ALL, , ,6, ,1, , ,1,
lsel,s,,,8,9
LESIZE,ALL, , ,22, ,1, , ,1,
allsel,
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TYPE,1
MAT,2
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
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amesh,1,2
展開 如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型下載
STEP 3：從hyperelastic模型本構中拖動需要擬合的材料本構模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構模型中發現curve fitting選項。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數便復制到定義的橡膠本構模型中了。另外，擬合的曲線和實驗曲線均會在圖片中顯示出來，可以對比其重合度，測試哪種本構更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型下載
STEP 3：從hyperelastic模型本構中拖動需要擬合的材料本構模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構模型中發現curve fitting選項。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數便復制到定義的橡膠本構模型中了。另外，擬合的曲線和實驗曲線均會在圖片中顯示出來，可以對比其重合度，測試哪種本構更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
材料的"模量"不僅僅是彈性模量，還有剪切模量、體積模量、壓縮模量etc
"模量"可以理解為是一種標準量或指標。材料的"模量"一般前面要加說明語，如彈性模量、壓縮模量、剪切模量、截面模量等，這些都是與變形有關的一種指標。
(1) 楊氏模量(Young Modulus)：
楊氏模量就是彈性模量，這是材料力學里的一個概念。對于線彈性材料有公式σ(正應力)=E*ε(正應變)成立，式中σ為正應力，ε為正應變，E為彈性模量，是與材料有關的常數，與材料本身的性質有關。
楊(ThomasYoung1773～1829)研究了材料的剪形變，認為剪應力是一種彈性形變。 1807年，他提出彈性模量的定義，為此后人將彈性模量稱為楊氏模量。鋼的楊氏模量大約為2.01e11N/m^2，銅的是1.1e11 N/m^2。
(2) 彈性模量E(Elastic Modulus)：
彈性模量E是指材料在彈性變形范圍內(即在比例極限內)，作用于材料上的縱向應力與縱向應變的比例常數。也常指材料所受應力如拉伸，壓縮，彎曲，扭曲，剪切等)與材料產生的相應應變之比。彈性模量是表征晶體中原子間結合力強弱的物理量，故是組織結構不敏感參數。在工程上，彈性模量則是材料剛度的度量，是物體變形難易程度的表征。
對于某些材料在彈性范圍內應力-應變曲線并不符合直線關系的，則可根據需要取切線彈性模量、割線彈性模量等人為定義的辦法來代替它的彈性模量值。根據不同的受力情況，分別有相應的拉伸彈性模量modulus of elasticity for tension (楊氏模量)、剪切彈性模量shearmodulus of elasticity (剛性模量)、體積彈性模量、壓縮彈性模量等。
展開 
淺析：楊氏模量、彈性模量、剪切模量、體積模量、強度、剛度，泊松比
模量”可以理解為是一種標準量或指標。材料的“模量”一般前面要加說明語，如彈性模量、壓縮模量、剪切模量、截面模量等。這些都是與變形有關的一種指標。
楊氏模量(Young's Modulus)：
楊氏模量就是彈性模量,這是材料力學里的一個概念。對于線彈性材料有公式σ(正應力)＝Eε(正應變)成立，式中σ為正應力，ε為正應變，E為彈性模量，是與材料有關的常數，與材料本身的性質有關。楊（ThomasYoung1773～1829）在材料力學方面，研究了剪形變，認為剪應力是一種彈性形變。 1807年，提出彈性模量的定義，為此后人稱彈性模量為楊氏模量。鋼的楊氏模量大約為2×1011N·m-2，銅的是1.1×1011 N·m-2。
彈性模量（Elastic Modulus）E：
彈性模量E是指材料在彈性變形范圍內(即在比例極限內)，作用于材料上的縱向應力與縱向應變的比例常數。也常指材料所受應力如拉伸，壓縮，彎曲，扭曲，剪切等）與材料產生的相應應變之比。
彈性模量是表征晶體中原子間結合力強弱的物理量，故是組織結構不敏感參數。在工程上，彈性模量則是材料剛度的度量，是物體變形難易程度的表征。
彈性模量E在比例極限內，應力與材料相應的應變之比。對于有些材料在彈性范圍內應力-應變曲線不符合直線關系的，則可根據需要可以取切線彈性模量、割線彈性模量等人為定義的辦法來代替它的彈性模量值。根據不同的受力情況，分別有相應的拉伸彈性模量modulus of elasticity for tension (楊氏模量)、剪切彈性模量shear modulus of elasticity (剛性模量)、體積彈性模量、壓縮彈性模量等。
剪切模量G(Shear Modulus)：
剪切模量是指剪切應力與剪切應變之比。
展開 交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構模型和粘彈性性能仿真和試驗
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構模型和粘彈性性能仿真和試驗
最近在搞橡膠這個方向，單軸拉伸試驗和動態DMA，研究橡膠次本構模型
有研究橡膠超彈性。粘彈性性能的朋友可以聯系，互相交流學習、答疑。
Q254958758
Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析
11月11日，Ansys官方『Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析』研討會為您展開介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM，感興趣的下滑預約學習??
時間：11月11日（星期二），16：00-17：00
內容簡介：
本次網絡研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構的選取、基于測試數據的材料參數擬合、非線性計算設置與收斂性調試等關鍵技術。 此外，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM。
講師：
韓鎮澤 | Ansys高級應用工程師
具備多年結構有限元仿真在不同領域的應用經驗。專注于PCB封裝結構可靠性方案，以及消費電子、半導體等行業應用。主要負責產品：Mechanical，Sherlock，PolymerFEM。
形式：線上
費用：免費
掃碼立即報名
(web: https://s.jishulink.com/ObT0WL)
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技術鄰簡介：
技術鄰，是一家深耕工科制造業領域逾二十年的專業技術平臺。
我們的服務覆蓋力學、機械、材料、航空、交通運輸、電子電氣、通信、化工、能源、船舶、冶金、建筑土木、水利測繪等眾多專業方向。以CAE仿真為特色和入口，在結構、流體、電磁、熱動力學、工藝、聲、光及加工工藝等領域，擁有深厚的專家資源和項目經驗。累計幫助1200+企業解決制造業研發困擾，100萬+工程師提升專業能力。
展開 橡膠材料粘彈性擬合詳解！－ABAQUS與ANSYS
橡膠材料具有超彈性及粘性，超彈性分析，大家都分析比較多了，粘彈性大家應該做的不是很多。
下面給出粘彈性擬合的過程，希望對大家有點幫助。
并用ANSY合ABAQUS進行了擬合對比！
實驗數據來自美國實驗室。
下載地址：
粘彈性擬合過程.pdf
ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構模型參數問題？
ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構模型問題，其實也就是prong級數的問題，如何定義以及擬合橡膠的prong級數參數，有研究的朋友可以Q245958758，一起討論交流。
塑料的泊松比、彈性模量與剪切模量的區別與力學分析應用
彈性模量
彈性模量（E）是：材料在彈性變形階段，正應力（σ）與軸向應變（ε）的比值，即 E = σ/ε。
彈性模量反映材料抵抗彈性變形的能力，數值越大，材料越“剛硬”。例如，鋼材的彈性模量約為200 GPa，橡膠則低至0.01 GPa。
3. 剪切模量
剪切模量（G）是剪切應力（τ）與剪切應變（γ）的比值,即 G = τ/γ。
剪切模量表征材料抵抗剪切變形的能力，直接影響結構的抗扭性能。例如，鋁的剪切模量約為26 GPa。
4. “三角關系”
通過對材料在不同受力狀態下的變形分析和力學平衡關系的推導，可以得到彈性模量E、泊松比ν和剪切模量G之間的關系為：G=E/2(1+ν)。
三、
三個參數的準確測量
材料的泊松比、彈性模量和剪切模量可以通過不同的試驗方法進行測量，以下是一些常見的試驗方法：
1. 泊松比
拉伸試驗：這是測量泊松比最常用的方法。在試驗中，對標準試樣施加軸向拉伸載荷，同時測量試樣在軸向和橫向方向上的應變。通過安裝在試樣上的應變片或引伸計，可以精確測量出軸向應變和橫向應變。泊松比ν則通過公式計算得出。為了確保測量結果的準確性，需要保證試樣材料的均勻性、試驗過程中載荷的穩定性以及測量設備的高精度。
圖3 引伸計法測泊松比
光學測量法：如數字圖像相關（DIC）技術，通過在試樣表面制作隨機散斑圖案，利用相機在加載過程中拍攝試樣表面的圖像，然后通過圖像處理算法分析散斑圖案的變形，從而得到試樣表面的全場應變信息，包括軸向和橫向應變，進而計算出泊松比。這種方法能夠提供更全面的應變分布信息，并且對試樣表面制備的要求相對較低。
圖4 DIC法測泊松比
2. 彈性模量
拉伸試驗：同樣是常用的方法。
展開 泊松比、彈性模量、剪切模量之間的關系
一般地講，對彈性體施加一個外界作用力，彈性體會發生形狀的改變（稱為“形變”）。
各向同性材料是一類特殊的材料，其彈性性質在各個方向上都是相同的。這意味著它們只需要三個彈性常數來描述其彈性行為，這三個常數分別是彈性模量(Shear Modulus)、剪切模量（Shear Modulus），以及泊松比（Poisson's Ratio）。
1. 泊松比（Poisson's Ratio）
泊松比是指材料在單向受拉或受壓時，橫向正應變與軸向正應變比值的絕對值，也叫橫向變形系數。
它是反映材料橫向變形的彈性常數，通常用希臘字母（niu拗）表示。
是描述材料在受力時沿著一個方向的長度變化與垂直于該方向的長度變化之間關系的一個重要材料性質。
當應力施加到材料上時，泊松比可以幫助預測材料在不同方向上的變形。
泊松比的數學定義如下：
其中：是泊松比；橫向是材料橫向（垂直于受力方向）的應變；縱向是材料縱向（與受力方向平行）的應變。
泊松比的取值范圍通常在-1到0.5（橡膠）之間，其中0表示材料在受力時不會產生橫向變化，0.5表示極限情況下材料的橫向收縮與縱向拉伸的比例為1:2。
泊松比0.30的意味著，如果立方體伸長了1mm，側向將收縮0.3mm。
金屬通常具有較低的泊松比，而橡膠等彈性材料則具有較高的泊松比。
金屬的泊松比在0.25到0.35之間，泊松比的最大可能值為0.5（橡膠）。
2. 彈性模量(Young's Modulus)
彈性模量（elastic modulus）的定義是：單向應力狀態下應力除以該方向的應變（材料在彈性變形范圍內，即在比例極限內），作用于材料上的縱向應力與縱向應變的比例常數。
通常用符號E表示，其單位是帕斯卡（Pa）。
展開 
基于ABAQUS超彈性材料橡膠襯套的剛度計算 附基于Abaqus的橡膠和粘彈性建模下載
橡膠材料作為一種具有可逆形變的高彈性、高分子聚合物材料，基于其在彈性特性方面所具有的超彈性與粘彈性一直被廣泛應用于各個工程領域的減振制品中。對于一些結構簡單的橡膠制品，我們可以基于一些理論推導或工程經驗算法在設計初期來獲取其靜剛度特性。但由于橡膠具有非線性粘彈性與超彈性，這種理論計算結果往往與試驗存在一定誤差，并且這種誤差在一般情況下是不可以忽略不計的，其具有一定的工業應用價值。
為減小誤差或實現零誤差的前期預測，我們引入了有限元仿真分析技術，其可以通過控制模型參數與網格質量實現較小誤差的預測計算。其價值也在各個行業實際的生產中得到了很好的驗證。本文基于減振襯套簡單講訴一下基于ABAQUS軟件的橡膠制品靜剛度仿真分析過程。
仿真分析過程可分為三個大過程：前處理、求解計算和后處理。本文基于ABAQUS軟件設定的分析步驟，不再重點區分分析的三個過程，將操作過程拆分為：部件、屬性、裝配、分析步與輸出設置、相互作用、網格、加載、作業提交與監管以及計算結果的可視化處理九個模塊，下面講訴橡膠襯套靜剛度仿真分析過程。
一、部件
由于本文主旨是為介紹橡膠剛度仿真的過程，所以選用了結構較為簡單的橡膠襯套為例，直接借助ABAQUS軟件的部件模塊常見如圖1所示的幾何模型。
圖1、幾何模型結構圖
二、屬性
為了使仿真結果更接近與實驗值或真實值，除了需要一個適合的仿真求解器和一個高質量的網格文件，更需要選擇一個合適的橡膠本構模型，在ABAQUS軟件中內置了許多相對成熟的橡膠本構模型（如圖2所示），我們可以通過指定相關的系數來實現本構模型的定義,當然我們還可以直接提交我們的試驗數據，交由ABAQUS軟件進行擬合，得出相對精準的參數。
展開 彈性模量、剛度&兩者之間的關系
彈性模量
1.
定義
彈性模量：材料在彈性變形階段內，正應力和對應的正應變的比值。
材料在彈性變形階段，其應力和應變成正比例關系（即符合胡克定律），其比例系數稱為彈性模量。
“彈性模量”是描述物質彈性的一個物理量，是一個總稱，包括“楊氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”等。所以，“彈性模量”和“體積模量”是包含關系。
一般地講，對彈性體施加一個外界作用（稱為“應力”）后，彈性體會發生形狀的改變（稱為“應變”），“彈性模量”的一般定義是：應力除以應變。例如：
線應變：對一根細桿施加一個拉力F，這個拉力除以桿的截面積S，稱為“線應力”，桿的伸長量dL 除以原長L，稱為“線應變”。線應力除以線應變就等于楊氏模量E=(F/S)/(dL/L)。
剪切應變：對一塊彈性體施加一個側向的力f（通常是摩擦力），彈性體會由方形變成菱形，這個形變的角度a 稱為“剪切應變”，相應的力f 除以受力面積S 稱為“剪切應力”。剪切應力除以剪切應變就等于剪切模量G=(f/S)/a。
體積應變：對彈性體施加一個整體的壓強p，這個壓強稱為“體積應力”，彈性體的體積減少量 (-dV ) 除以原來的體積V 稱為“體積應變”，體積應力除以體積應變就等于體積模量：K=P/(-dV/V )。在不易引起混淆時，一般金屬材料的彈性模量就是指楊氏模量，即正彈性模量。
展開 基于Digimat的混凝土等效彈性模量研究
結果表明，模型預測值和試驗測定值相近，隨著粗骨料體積比的增加混凝土的等效彈性模量成指數增加，粗骨料體積比相同時混凝土的抗壓彈性模量大于抗拉彈性模量。
圖5 試驗測定和模型預測的混凝土等效抗壓彈性模量
圖6 試驗測定和模型預測的混凝土等效抗拉彈性模量
在細觀結構層次上，影響混凝土等效彈性模量的因素很多，文中運用混凝土混合夾雜模型分別預測出不同基體水泥砂漿的彈性模量、不同粗骨料縱橫比和不同孔隙所占的水泥砂漿體積比對混凝土等效彈性模量的影響。
圖7給出基體水泥砂漿的彈性模量分別為8.4GPa，13.4GPa和18.4GPa時對混凝土等效彈性模量的影響。結果表明，基體水泥砂漿的彈性模量對混凝土等效彈性模量的影響較大，隨著水泥砂漿彈性模量的增加混凝土等效彈性模量隨之增加。
圖7 水泥砂漿彈性模量對混凝土等效彈性模量的影響
上述實驗測定值和模型預測值的前提是粗骨料縱橫比為1.0（即為球形），為了進一步研究粗骨料對混凝土等效彈性模量的影響，預測了粗骨料的縱橫比分別為1.0，1.2,1.4和1.6時混凝土的等效彈性模量值。圖8給出不同粗骨料縱橫比對混凝土等效彈性模量的影響。結果表明，在其他參數不變的情況下，隨著粗骨料縱橫比的增大混凝土等效彈性模量呈上升趨勢。并且由圖可知，當骨料體積比為0.2時，隨著粗骨料縱橫比的增大對混凝土等效彈性模量的影響并不太顯著，但隨著骨料所占體積比的增加，粗骨料縱橫比對混凝土等效彈性模量有較大影響。
圖8 粗骨料縱橫比對混凝土等效彈性模量的影響
水泥在硬化過程中不可避免地會產生孔隙，同時，由于振搗不實、養護不好等原因也會在混凝土中留下孔隙，因此，在對混凝土進行細觀數值分析的過程中，混凝土的孔隙也是一個不可忽視的重要影響因素。
展開 彈性模量隨應力變化的引入及仿真 ￥500
本篇文檔以一多層路基為例，考慮了路基的面層（用粘彈性材料本構模型）以及基層（采用線彈性本構模型，彈性模量隨應力變化而變化），在移動荷載作用下，模擬了路基的應力和變形。本模型的重點在于考慮了結構的材料非線性，引入了彈性模量隨加載過程中結構本身的應力而變化的方程，即將E=f(sigmax,sigmay,sigmaz) 引入到本構模型中，由于彈性模量隨應力變化而變化，在每一步計算中，都需要將應力結果提取并通過引入的方程計算得到新的彈性模量，將新計算的彈性模量重新代入本構模型中進行計算，反復迭代。基于COMSOL軟件，本案例仿真結果如下所示：
感興趣的朋友可下載模型，歡迎交流。
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