標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸試樣
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2021-08-31
標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸試樣的視頻教程
ANSYS模擬圓棒試樣及圓棒缺口試樣在拉伸和彎矩載荷下的應(yīng)力
本案例應(yīng)用ANSYS軟件創(chuàng)建圓棒試樣和圓棒缺口試樣的三維實(shí)體模型，并進(jìn)行網(wǎng)格劃分、加載和求解，整個(gè)過(guò)程均采用ANSYS的參數(shù)化語(yǔ)言(apdl)完成。附件中可下載完整的參數(shù)化建模與分析程序。
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鋁合金板狀試樣單向拉伸模擬
本視頻主要介紹通過(guò)采用Johnson-Cook本構(gòu)模型對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果匹配良好。希望供大家參考。
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ABAQUS橡膠網(wǎng)格大變形分析mapsolution功能的用法（三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形問(wèn)題）
三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析基本流程。 使用map solution功能復(fù)現(xiàn)三維橡膠啞鈴試樣拉伸大變形有限元分析。 拼合多個(gè)分析步的結(jié)果，解決力-位移曲線不連續(xù)問(wèn)題，經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 插件的下載地址：https://wwci.lanzouy.com/iDslw16ogdta
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標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸試樣的實(shí)例教程
Solver案例分享：標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸(CT)試樣的彈塑性分析
引言：結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver已發(fā)展到一定階段，現(xiàn)采用結(jié)構(gòu)有限元軟件iSolver進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，iSolver可使用Abaqus作為前后處理工具，本文以標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸(CT)試樣的彈塑性分析為例，將iSolver求解器和Abaqus計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，比對(duì)兩種有限元軟件的計(jì)算結(jié)果。
斷裂試驗(yàn)試樣是指帶有預(yù)制裂紋的用以測(cè)定材料斷裂韌性的試樣。試樣形式、幾何尺寸、各部分比例、裂紋預(yù)制方法與尺寸等在相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)中都有規(guī)定。
常用的斷裂試樣有：(1)三點(diǎn)彎曲（TPB)試樣；（2)緊湊拉伸(CT)試樣；（3)中心裂紋板(CCP)試樣；（4)單邊裂紋板(SECP)試樣；（5）雙邊裂紋板(DECP)試祥；(6)拱形試樣。
圖1 CT試樣
緊湊拉伸試件（CT）是與一種根據(jù)ASTM和ISO標(biāo)準(zhǔn)制造的缺口試樣。CT試樣廣泛用于斷裂力學(xué)和腐蝕測(cè)試領(lǐng)域，以獲取材料的斷裂韌性和疲勞裂紋擴(kuò)展數(shù)據(jù)。
圖2 CT試樣示意圖
通過(guò)使用疲勞試驗(yàn)機(jī)，在樣品孔中的銷(xiāo)釘施加周期性載荷來(lái)產(chǎn)生疲勞裂紋。疲勞裂紋將從缺口處開(kāi)始，逐漸延伸到整個(gè)樣品。通常通過(guò)測(cè)量隨裂紋擴(kuò)展而變化的試樣的順應(yīng)性來(lái)監(jiān)測(cè)裂紋的長(zhǎng)度，也可以通過(guò)使用光學(xué)顯微鏡直接測(cè)量以測(cè)量裂紋尖端的位置來(lái)監(jiān)測(cè)裂紋的長(zhǎng)度，或者根據(jù)裂紋口張開(kāi)或引伸計(jì)讀數(shù)間接監(jiān)測(cè)裂紋的長(zhǎng)度。對(duì)于軋制材料，缺口應(yīng)與材料最薄弱的軋制方向?qū)R。這將確保所獲得的所有結(jié)果都是保守的。
問(wèn)題描述：
下面以一個(gè)CT試樣為例，對(duì)其進(jìn)行彈塑性分析，計(jì)算其應(yīng)力分布及位移分布。
展開(kāi) 研究的主要目標(biāo)是展示裂紋擴(kuò)展路徑的數(shù)值模型，并研究孔洞對(duì)改進(jìn)型緊湊拉伸試樣（MCTS）在恒定振幅載荷條件下疲勞裂紋擴(kuò)展和疲勞壽命的影響。研究使用了ANSYS Mechanical (Workbench)軟件，利用ANSYS中的智能裂紋擴(kuò)展技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)裂紋擴(kuò)展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。巴黎定律模型被用來(lái)評(píng)估不同配置的MCTS在線性彈性斷裂力學(xué)（LEFM）假設(shè)下的混合模式疲勞壽命。這種方法涉及準(zhǔn)確評(píng)估應(yīng)力強(qiáng)度因子（SIFs）、裂紋擴(kuò)展路徑，并通過(guò)增量裂紋擴(kuò)展分析進(jìn)行疲勞壽命評(píng)估。疲勞裂紋擴(kuò)展結(jié)果表明，疲勞裂紋總是被孔洞吸引，因此它要么只能彎曲其路徑并向孔洞擴(kuò)展，要么只能在孔洞丟失后從孔洞處漂浮并進(jìn)一步擴(kuò)展。在混合模式載荷條件下的裂紋擴(kuò)展軌跡方面，本研究的結(jié)果與文獻(xiàn)中發(fā)表的幾項(xiàng)裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似，這些實(shí)驗(yàn)觀察到了類(lèi)似的結(jié)果。
3. : Setup
拖動(dòng)Static Structural Analysis 到 ANSYS Workbench中:
4. : Engineering Data (Material Model)
o 選擇的材料為"SAE 1020 Carbon Steel".
展開(kāi) 改進(jìn)的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展分析 - ANSYS Workbench
本教程包括改進(jìn)的緊湊拉伸試樣的逐步疲勞裂紋分析。
步驟 1：概述
這項(xiàng)工作的主要目的是提出混合模式載荷下線性彈性材料中裂紋擴(kuò)展路徑的數(shù)值模型，以及研究在恒定幅值載荷條件下改進(jìn)的緊湊拉伸試樣中孔洞的存在對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展和疲勞壽命的影響。
ANSYS Mechanical（工作臺(tái)）利用 ANSYS 中的一項(xiàng)新功能即智能裂紋擴(kuò)展技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測(cè)恒定幅值載荷條件下的裂紋擴(kuò)展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。
在線彈性斷裂力學(xué) (LEFM) 假設(shè)下，采用巴黎定律模型評(píng)估具有不同 MCTS 配置的改進(jìn)緊湊拉伸試樣 (MCTS) 的混合模式疲勞壽命。該方法涉及通過(guò)增量裂紋擴(kuò)展分析準(zhǔn)確評(píng)估應(yīng)力強(qiáng)度因子 (SIF)、裂紋擴(kuò)展路徑和疲勞壽命評(píng)估。
疲勞裂紋擴(kuò)展結(jié)果表明，疲勞裂紋始終被孔吸引，因此要么它只能彎曲路徑并向孔擴(kuò)展，要么它只能從孔中浮出并在孔消失后進(jìn)一步擴(kuò)展。就混合型載荷條件下裂紋擴(kuò)展的軌跡而言，本研究的結(jié)果與文獻(xiàn)中發(fā)表的幾項(xiàng)裂紋擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相一致，這些實(shí)驗(yàn)顯示了類(lèi)似的觀察結(jié)果。
本教程主要基于 Abdulnaser M. Alshoaibi 和 Yahya Ali Fageehi 的論文“線性彈性材料疲勞裂紋擴(kuò)展路徑的數(shù)值分析和壽命預(yù)測(cè)”。
第 2 步：設(shè)置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析：
步驟3：工程數(shù)據(jù)（材料模型）
本教程選定的材料是“SAE 1020 碳鋼”。
材料模型由各向同性彈性、拉伸屈服強(qiáng)度、拉伸極限強(qiáng)度和巴黎定律參數(shù)（C 和 m）組成。
展開(kāi) <p>ASTM D638是由美國(guó)材料協(xié)會(huì)發(fā)布的金屬及塑膠材料拉伸測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><br></p><p>為方便大家使用，筆者提供<span style="color: rgb(47, 48, 52);">ASTM D638標(biāo)準(zhǔn) 5種拉伸試樣的3D幾何模型，分享給大家，不用自己再畫(huà)啦，見(jiàn)附件。
XM-12 材料鍛造過(guò)程中的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線可以為鍛造工藝編制提供有效的數(shù)據(jù)支持，然而高溫檢測(cè)過(guò)程中，試樣有效加熱部分隨試樣延長(zhǎng)率變化而變化，且拉伸過(guò)程以頸縮變形為主，為真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的測(cè)試帶來(lái)很大難度，且通過(guò)伸長(zhǎng)率計(jì)算的應(yīng)力-應(yīng)變曲線與實(shí)際存在較大的偏離。因此，真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的準(zhǔn)確修正在XM-12 不銹鋼鍛造工藝優(yōu)化過(guò)程中非常重要。
XM-12 銅沉淀硬化型馬氏體不銹鋼，廣泛應(yīng)用于石油開(kāi)采機(jī)械制造，執(zhí)行ASTM A705-2017《Standard Specification for Age-Harding Stainless Forging》標(biāo)準(zhǔn)(含)。通過(guò)合金元素Cr、Ni、Cu、Nb 等合金元素的加入，XM-12 不銹鋼擁有良好的耐腐蝕性和良好的機(jī)械性能，低溫?cái)嗔秧g度非常好，其化學(xué)成分要求如表1 所示。
表1 XM-12 化學(xué)成分要求(wt%)
XM-12 不銹鋼材料，因其合金含量較高，鍛造過(guò)程中存在熱態(tài)變形抗力大，鍛造溫度區(qū)間窄，表面易開(kāi)裂等特點(diǎn)。因此材料在高溫過(guò)程中的真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線的測(cè)試在其鍛造工藝優(yōu)化過(guò)程中非常重要。
XM-12 材料高溫拉伸試驗(yàn)檢測(cè)溫度范圍：900 ～1200℃。普通的試驗(yàn)機(jī)無(wú)法滿(mǎn)足，因此此次試驗(yàn)選擇Gleeble-3500 熱模擬試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行光滑圓棒試樣的拉伸試驗(yàn)。拉伸試樣圖如圖1 所示。
圖1 拉伸試樣尺寸
高溫拉伸測(cè)試
本文以1050℃拉伸結(jié)果為分析對(duì)象，對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行修正分析，試樣實(shí)測(cè)直徑
φ9.98mm。
試驗(yàn)時(shí)，先將試樣以10℃/s 的加熱速度加熱至1180℃，保溫120s；以5℃/s 的冷卻速度將試樣降溫至1050℃，以3mm/s 的速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。為確保試樣拉斷，夾塊位移選擇15mm(試樣有效加熱區(qū)20mm)。
展開(kāi) 
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全文速讀：
在不同應(yīng)變速率下對(duì)鑄鐵和鑄鋁圓棒試樣進(jìn)行了單軸高速拉伸試驗(yàn)，研究了它們的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及斷裂情況，分析了相關(guān)因素對(duì)試驗(yàn)的影響。結(jié)果表明：測(cè)試應(yīng)變、應(yīng)力的方法，試樣標(biāo)距長(zhǎng)度及夾持端長(zhǎng)度等對(duì)試驗(yàn)準(zhǔn)確性和曲線振蕩程度有較大影響；使用比剛度和比強(qiáng)度高的夾具、短標(biāo)距試樣、應(yīng)變片測(cè)試應(yīng)力、兩臺(tái)相機(jī)測(cè)試應(yīng)變、適當(dāng)增加夾持端長(zhǎng)度可以提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
工程上對(duì)金屬材料的拉伸試驗(yàn)通常要求應(yīng)變速率在
<p>ASTM D638是由美國(guó)材料協(xié)會(huì)發(fā)布的金屬及塑膠材料拉伸測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><br></p><p>為方便大家使用，筆者提供<span style="color: rgb(47, 48, 52);">ASTM D638標(biāo)準(zhǔn) 5種拉伸試樣的3D幾何模型，分享給大家，不用自己再畫(huà)啦，見(jiàn)附件。</span></p><p><br></p><p><span style="color: rgb(47,
1.引言：
iSolver為一個(gè)完全自主的面向工程應(yīng)用的通用結(jié)構(gòu)有限元軟件，對(duì)標(biāo)Nastran、Ansys、Abaqus設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，具備結(jié)構(gòu)有限元常用分析類(lèi)型和單元、材料、載荷等基礎(chǔ)算法組件，精度和Abaqus一致。本文以?xún)煞N國(guó)標(biāo)規(guī)定拉伸試樣的非線性瞬態(tài)分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
2.模型背景：
此案例為冶金工業(yè)部標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三點(diǎn)彎曲試樣的非線性瞬態(tài)分析
改進(jìn)的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展分析 - ANSYS Workbench
本教程包括改進(jìn)的緊湊拉伸試樣的逐步疲勞裂紋分析。
步驟 1：概述
這項(xiàng)工作的主要目的是提出混合模式載荷下線性彈性材料中裂紋擴(kuò)展路徑的數(shù)值模型，以及研究在恒定幅值載荷條件下改進(jìn)的緊湊拉伸試樣中孔洞的存在對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展和疲勞壽命的影響。
ANSYS Mechanical（工作臺(tái)）利用 ANSYS 中的一項(xiàng)新功能即智能裂紋擴(kuò)展技術(shù)
1. : Overview
2. 研究的主要目標(biāo)是展示裂紋擴(kuò)展路徑的數(shù)值模型，并研究孔洞對(duì)改進(jìn)型緊湊拉伸試樣（MCTS）在恒定振幅載荷條件下疲勞裂紋擴(kuò)展和疲勞壽命的影響。研究使用了ANSYS Mechanical (Workbench)軟件，利用ANSYS中的智能裂紋擴(kuò)展技術(shù)來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)裂紋擴(kuò)展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。巴黎定律模型被用來(lái)評(píng)估不同配置的MCTS在線性彈性斷裂力學(xué)（LEFM）假設(shè)下的混合模式疲勞壽命
1.引言：
iSolver為一個(gè)完全自主的面向工程應(yīng)用的通用結(jié)構(gòu)有限元軟件，對(duì)標(biāo)Nastran、Ansys、Abaqus設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，具備結(jié)構(gòu)有限元常用分析類(lèi)型和單元、材料、載荷等基礎(chǔ)算法組件，精度和Abaqus一致。本文以?xún)煞N國(guó)標(biāo)規(guī)定拉伸試樣的非線性瞬態(tài)分析為例，演示iSolver的分析流程，并將iSolver和Abaqus計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
2.模型背景：
此案例為國(guó)標(biāo)規(guī)定拉伸試樣的非線性瞬態(tài)分析
以往iSolver案例
第 1 篇：橋梁的模態(tài)分析案例
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1308235
第2篇：標(biāo)準(zhǔn)緊湊拉伸(CT)試樣的彈塑性分析
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1311068
第3篇：理想彈塑性簡(jiǎn)支梁三點(diǎn)彎曲
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第 1 篇： 橋梁的模態(tài)分析案例
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