單軸拉伸試驗的案例
Ansys案例研究 | 單軸拉伸試驗應變測量
概述：
單軸拉伸試驗是了解大多數材料并獲取應力與應變關系的主要方法。可靠的拉伸數據對于組件設計至關重要。本案例展示了如何進行拉伸試驗并獲取應變圖。
目標：
觀察在施加漸進式位移載荷的單軸拉伸試樣中的應變。
步驟：
1、打開Ansys Workbench，創建一個“靜態結構”系統。
2、定義拉伸試驗樣品的材料屬性。本例中使用的是結構鋼。
3、導入模型，其外觀類似于圖 1 所示。
圖1 單軸拉伸試驗試樣
4、將材料分配給幾何體。
5、按照圖2所示，在試件上施加適當的約束條件。
圖2 樣品的邊界條件
6、按照圖2所示施加位移。
7、對模型進行網格劃分并運行仿真。繪制等效彈性應變(圖3)。
圖3 等效彈性應變圖
總結：
本案例說明了單軸拉伸試驗樣品中應變的測量方法。
如有疑問歡迎留言或私信！
展開 ABAQUS單軸拉伸仿真分析與試驗對比
單軸拉伸試驗與仿真
概述
單軸拉伸試驗是基本的材料力學性能測試試驗，本文采用ABAQUS軟件模擬其試驗過程。
模型設置
模型難點在材料設置上，采用韌性損傷準則，考慮應力三軸度，損傷演化等。
應在場變量輸出中勾選剛度退化、損傷起始準則及單元刪除。
3. 結果對比
頸縮
斷裂
應用不同計算模型的巖石/混凝土單軸抗壓試驗簡單對比
計算結果：
單軸壓縮試驗、Mohr-Coulomb破壞-完整的巖石
抗壓強度：30MPa
殘余壓縮強度：20MPa。
單軸拉伸試驗、拉伸斷裂失效-節理
拉伸強度：0.5MPa
殘余拉伸強度：0.1MPa
修正的DP混凝土：
（1）單軸拉伸強度：3.0 MPa；
（2）單軸抗壓強度：30.0 MPa；
（3）雙軸抗壓強度：36.0 MPa；
（4）膨脹參數：拉伸膨脹系數：0.25；壓縮膨脹系數：1.00。
展開 直播 | LS-DYNA 簡單建模流程—單軸拉伸實驗實例講解
拉伸試驗能夠測出材料的屈服強度、抗拉強度、斷裂延伸率等性能參數，對于設計有很強的指導意義。在做有限元分析時，也需要輸入材料的參數（常用屈服強度）。單軸拉伸試驗的模擬能夠通過實驗結果與模擬結果對照，確定所選材料模型參數的有效性。
利用超彈性實驗數據進行平面密封模擬（Mooney-Rivlin 超彈性模型） ￥3
進行了一系列材料測試，包括單軸拉伸試驗、雙軸拉伸試驗和剪切試驗。
經過一系列數據擬合試驗表明，對于該材料試驗數據，雙參數“Mooney-Rivlin超彈性模型”擬合數據的效果優于其他模型，決定采用雙參數Mooney-Rivlin模型。
本教程中使用的單位制是“美國習慣用單位 (in-lbm-lbf-s)”。
步驟 1：概述
汽車工業車門上的密封件。密封件是一條長條橡膠，將被建模為平面應變問題。進行了一系列材料測試，包括單軸拉伸試驗、雙軸拉伸試驗和剪切試驗。
經過一系列數據擬合試驗表明，對于該材料試驗數據，雙參數“Mooney-Rivlin超彈性模型”擬合數據的效果優于其他模型，決定采用雙參數Mooney-Rivlin模型。
第 2 步：設置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態結構分析：
步驟3：工程數據（材料模型）
本教程最重要的部分是創建和定義材料數據。
展開 Dyna中模擬材料失穩的GISSMO失效模型 ￥20
實例驗證
以簡單的單軸拉伸試驗為例：
損傷閥值DCRIT設定為0.5時計算結果如下：
材料失穩后中間單元先失效，符合單軸拉伸試驗規律。
材料失穩時應變，損傷，應力三軸度急劇增加
損傷閥值DCRIT設定為1.0時計算結果如下：
材料不發生失穩時單元幾乎同時失效，有一定隨機性
材料不發生失穩時無法構建應力下降段
結果對比
當材料出現失穩時，塑性應變，損傷，應力三軸度在很短的時間內急劇增長，需在失穩時間內加密輸出頻率才能捕捉到峰值（損傷閥值0.5的例子在最小時間步長的輸出時間間隔內依然未捕捉到損傷為1的時刻點）。
Dyna中GISSMO和JC失效模型比較
JC失效模型無法模擬材料失穩過程，損傷計算只能是線性累積，失效應變與應力三軸度只能是單調的關系； GISSMO失效模型可以模擬材料失穩過程，損傷計算為非線性指數累積，失效應變與應力三軸度可以不是單調的關系。
展開 P-S-N曲線的制作過程
由于材料的疲勞特性不可避免地存在分散性，因此中值S-N曲線實際上不能滿足工程設計和疲勞分析的需要，必須考慮疲勞試驗的統計特性。當需要考慮特定失效概率時S-N曲線被稱為P-S-N曲線。
我們將基于某材料的單軸拉伸試驗數據進行一次P-S-N曲線的制作。
2. 試驗方法及數據
一般S-N曲線使用單軸拉伸試驗數據制作。單軸疲勞是指材料或零件在單向循環載荷作用下所產生的失效現象。零件只受單向正應力（應變）或單向切應力（應變），如只承受單向“拉—壓”循環應力，彎曲應力或扭轉循環應力。單軸拉伸試驗數據使用單軸疲勞試驗機施加軸向拉壓載荷得出。
在有限疲勞壽命區采用成組法測試試樣的疲勞特性，應力分為5級。因為在高周疲勞區間，疲勞壽命的分散性很大，疲勞極限值可以通過升降法測定，循環基數一般為1e+07次。
本文忽略了疲勞極限的測定、數據檢驗和可疑數據取舍，假設試驗數據符合正態分布且樣本數量充足。
有這樣一組成組法疲勞試驗數據，應力比為R=-1，試驗環境為室溫，如下所示：
可以假設各個應力水平中，失效壽命呈現正態分布。將這些數據點繪制于雙對數坐標系：
3.
展開 【ANSYS】橡膠材料本構擬合與拉扭試驗驗證
01 引子
橡膠材料是典型的超彈性材料，要獲取超彈性材料本構模型（常見有Mooney-Rivlin、Ogden、Yeoh等），一般需要做一系列標準橡膠試驗并進行數據擬合。
本例演示了ANSYS對超彈性材料的曲線擬合能力，并通過有限元分析與拉扭試驗的對比，驗證所建立的本構模型的有效性。
常見的橡膠標準拉伸試驗
02 案例介紹
現需要一個本構模型來匹配硫化天然橡膠材料在各種變形模式下的100%工程應變的行為。
本例中，已通過試驗（單軸、雙軸和平面拉伸試驗）獲取了橡膠的實驗數據。使用這些數據，通過超彈性擬合能力確定本構模型的參數，可以擬合3參、5參和9參的Mooney-Rivlin超彈性模型。
試驗數據
同時對橡膠進行了拉扭實驗（將條形試件的兩端夾入測試儀器中，然后將試樣拉伸到原尺寸長度的50%，并將試樣的一端扭四圈）。試樣與ASTM D1043中規定的試樣相似，如下圖所示：
拉扭試驗條形試件
使用擬合得出的Mooney-Rivlin超彈性模型（5參為例）對拉扭試驗就行有限元分析，并與試驗結果相對比，據此判斷前面擬合得出的本構模型能否反映橡膠材料的真實行為。
模型采用SOLID186單元，兩端夾鉗區域采用MPC算法綁定到定位點。
有限元模型示意圖
按照拉扭試驗的加載順序：
step1：對兩端夾持區域施加試件厚度25%的壓縮位移，模擬夾具對試件的夾持作用。
step2：通過移動一側的夾持區域（剛性接觸面），同時固定另一側夾持區域，模擬拉伸到50%的拉伸狀況。
展開 助力提升橡膠仿真精度：易瑞博科技超彈性材料全面本構測試與精準擬合服務
一個僅基于單軸拉伸數據構建的模型，可能嚴重偏離材料在多軸真實受力下的行為，導致剛度、壽命等性能預測錯誤或設計過度保守。
我們提供的系統化測試服務，旨在通過一系列標準試驗，完整刻畫橡膠材料在各種變形模式下的力學響應，為您構建高保真度的仿真模型提供堅實的數據基礎。
全面的超彈本構關系
測試矩陣
01
PART
全面的超彈本構關系測試矩陣，完整描述橡膠多軸復雜變形行為。
我們的全套橡膠超彈本構關系測試系統，可精確表征材料在不同變形模式下的力學行為，確保仿真模型具備可靠的預測能力。
01
單軸拉伸試驗
采用ASTM D412 Die D或國標GB/T 528-2009 I型啞鈴狀試樣，通過獲取從開始到材料斷裂的完整應力-應變曲線，以及不同應變水平下循環加載-卸載應力-應變曲線，為材料本構關系建立性能基準。
試樣:
試驗過程:
交付結果示例：
02
平面拉伸試驗
通過模擬純剪切變形狀態。該測試專門用于精準標定模型的剪切行為，其獲得的剪切應力-應變響應數據，對于確保襯套、墊片等大量承受剪切變形的產品仿真的可靠性至關重要。
試樣:
試驗過程:
交付結果示例：
03
等雙軸拉伸試驗
等雙軸拉伸試驗是刻畫材料多軸變形行為的關鍵。此項測試獲得的應力-應變響應，能極大提升模型在復雜多軸應力狀態下（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）的預測精度。
為獲得這一關鍵數據，我司提供傳統16爪周向夾持與充氣式膨脹兩種等雙軸拉伸測試方法，可根據您的具體需求進行選擇。
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GTN單軸拉伸復現
復現一篇頂刊，用的GTN模型仿真單軸拉伸。復現結果與論文對不上，拜托大佬看一下，附上論文跟inp文件。
幾何：厚度1mm，引伸計50mm
材料：
GTN參數：
網格：按論文采用C3D8R，0.5*0.5mm最小尺寸，論文中沒有說明厚度方向的網格尺寸。
結果：
我的復現為藍色，與論文差異極大；橫坐標為標距位移，縱坐標為力。
此外，將模型中GTN損傷去掉后的曲線如下：
TEST.inp
j.ijmecsci.2019.105170.pdf
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
單軸拉伸——破壞
單軸拉伸——破壞
WB案例分享-塑性材料拉伸試驗仿真案例 ￥1
https://mp.weixin.qq.com/s/SR--sMBarmpFKWiebEe6eQ
單軸拉伸試驗是了解大多數材料并獲得應力和應變之間關系的主要方法。可以使用可塑性模型，并且可以在AnsysWorkbench中看到拉伸棒試樣的較大應變頸縮。 對標準試棒零件進行塑性材料進行拉伸模擬仿真。
此示例說明了拉伸試條的頸縮。介紹了多線性各向同性硬化塑性模型，并給出了驗證仿真結果的過程。
Fepg-Ansys三維靜力單軸拉伸對比
Z軸方向的位移
Fepg計算結果
Ansys計算結果
（2）計算時間比較
Fepg計算時間：138.74s
Ansys計算時間：267.48s
