ansys彈性仿真的案例
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構(gòu)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(gòu)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(tài)DMA，研究橡膠次本構(gòu)模型
有研究橡膠超彈性。粘彈性性能的朋友可以聯(lián)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(nèi)容簡介：
本次網(wǎng)絡(luò)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(gòu)的選取、基于測試數(shù)據(jù)的材料參數(shù)擬合、非線性計算設(shè)置與收斂性調(diào)試等關(guān)鍵技術(shù)。 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(zhèn)澤 | Ansys高級應用工程師
具備多年結(jié)構(gòu)有限元仿真在不同領(lǐng)域的應用經(jīng)驗。專注于PCB封裝結(jié)構(gòu)可靠性方案，以及消費電子、半導體等行業(yè)應用。主要負責產(chǎn)品：Mechanical，Sherlock，PolymerFEM。
形式：線上
費用：免費
掃碼立即報名
(web: https://s.jishulink.com/ObT0WL)
- -THE END- -
技術(shù)鄰簡介：
技術(shù)鄰，是一家深耕工科制造業(yè)領(lǐng)域逾二十年的專業(yè)技術(shù)平臺。
我們的服務(wù)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(yè)方向。以CAE仿真為特色和入口，在結(jié)構(gòu)、流體、電磁、熱動力學、工藝、聲、光及加工工藝等領(lǐng)域，擁有深厚的專家資源和項目經(jīng)驗。累計幫助1200+企業(yè)解決制造業(yè)研發(fā)困擾，100萬+工程師提升專業(yè)能力。
展開 ANSYS知識普及系列15——粘彈性人工邊界在ANSYS中的實現(xiàn)
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網(wǎng)上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網(wǎng)友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
（打個小廣告）
聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網(wǎng)上；
2、如侵犯知識產(chǎn)權(quán)，請聯(lián)系ANSYS專家本人或者技術(shù)鄰，我將第一時間刪除。
小技巧：加本人關(guān)注，可以及時觀看本人發(fā)布的技術(shù)貼
從半空間無限域取一4X2的矩形平面結(jié)構(gòu)，頂部中間一定范圍內(nèi)受隨時間變化的均布荷載，荷載如下
p(t)=t
當0< DIV>
p(t)=2-t
當1<=t<=2時
p(t)=0
當t>2時
材料彈性模量E=2.5，泊松比0.25，密度1
網(wǎng)格尺寸0.1X0.1，在網(wǎng)格邊界上所有結(jié)點加法向和切向combin14號單元用以模擬粘彈性人工邊界（有關(guān)理論可參考劉晶波老師的相關(guān)文章）。combine14單元的兩個結(jié)點，其中一個與實體單元相連，另一個結(jié)點固定。網(wǎng)格圖如圖1所示
時程分析的時間步長為0.02秒，共計算16秒。計算得到四個控制點位移時程圖如圖2所示，控制點坐標A(0,2)、B(0,1)、C(0,0)、D(2,2).
計算所用命令流如下：
/PREP7
L=4
!水平長度
H=2
!豎起深度
E=2.5
!彈性模量
density=1
!密度
nu=0.25
!泊松比
dxyz=0.1
!
展開 SolidWorks Simulation橡膠擠壓彈性仿真
建模步驟
1.【拉伸凸臺】直徑：100 ，高度：40 。
2.【拉伸凸臺】直徑：60 ，高度：50 。
3.【新建裝配體】插入兩個零件，添加：輪廓中心配合。（兩個圓柱都固定）
4.【Simulation】-【新算例】-【非線性】靜應力分析。
4-1.【右鍵-屬性】結(jié)束時間：0.5 ；解算器：DS解算器 。
5.添加材質(zhì)，底部圓柱：橡膠。
6.上方圓柱：普通碳鋼——使成剛性。
7.刪除自帶的接觸。
8.連結(jié)上右鍵：相觸面組 。
8-1.接觸：自動查找接觸面組；零件部件
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(gòu)模型下載
數(shù)據(jù)越多，擬合數(shù)據(jù)材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關(guān)注的材料行為有關(guān)。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數(shù)據(jù)，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)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(shù)便復制到定義的橡膠本構(gòu)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(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
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(gòu)模型下載
數(shù)據(jù)越多，擬合數(shù)據(jù)材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關(guān)注的材料行為有關(guān)。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數(shù)據(jù)，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)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(shù)便復制到定義的橡膠本構(gòu)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(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
展開 剛性/彈性刀具工進旋轉(zhuǎn)切削、滾刀破巖仿真 ￥10
針對室內(nèi)試驗研究盤形滾刀破巖過程的成本高、周期長、不便于重復性教學演示的問題，可采用數(shù)值試驗方法作為輔助或替代，用于揭示滾刀破巖機制、優(yōu)化滾刀結(jié)構(gòu)和切削參數(shù)。
在LS-DYNA中，常把滾刀模型整體作為剛性材料，采用MAT_RIGID進行材料參數(shù)的定義，對于剛性材料，可以通過關(guān)鍵字BOUNDARY_PRESCRIBED_MOTION_RIGID來實現(xiàn)滾刀的強制位移和轉(zhuǎn)動設(shè)置。在輸出設(shè)置中，可以通過二進制文件DATABASE_ASCII_option來輸出滾刀的接觸力。該方法可實現(xiàn)穩(wěn)定計算，計算時間較少，但不能觀察到滾刀材料的受力云圖。
將滾刀定義為剛度較大的彈塑性材料時，可以觀察到刀面及軸的受力云圖，但無法實現(xiàn)強制性轉(zhuǎn)動及位移，因此，可通過定義剛性殼的柔性接觸來完成這一步操作。
展開 彈性波仿真分離縱、橫波的方法
固體中的彈性波含有縱波、橫波，也有稱為膨脹波、剪切波等等，不同領(lǐng)域叫法不同。
特別是彈性波遇到裂縫、空洞、界面發(fā)生散射時，縱波和橫波往往會同時產(chǎn)生，如果單單從位移場或應力場是無法區(qū)分的
根據(jù)彈性波理論，
位移場的散度 就是膨脹波
位移場的旋度就是剪切波
所以對位移場計算一下散度和旋度就可以分別獲得膨脹波和剪切波
我只算2D的情況，這里給一個例子（matlab）
dx=0.1e-3;
dy=0.1e-3;
[x,y]=meshgrid(0:x:1e-1,-16e-3:y:-6e-3);
%時間' L3 u; H: u* J$ |: K
t=24e-6;3 A2 m8 M( u+ w% |/ o
%總位移6 {/ q( f9 v& f J+ U5 ]!
展開 彈性波仿真分離縱、橫波的方法
固體中的彈性波含有縱波、橫波，也有稱為膨脹波、剪切波等等，不同領(lǐng)域叫法不同。
特別是彈性波遇到裂縫、空洞、界面發(fā)生散射時，縱波和橫波往往會同時產(chǎn)生，如果單單從位移場或應力場是無法區(qū)分的。
粘彈性阻尼器數(shù)值仿真 ￥800
<p>黏彈性阻尼器通常用來減少建筑物和其它高層結(jié)構(gòu)的振動，起到“隔震”的作用。本案例計算分析的黏彈性阻尼器采用廣義麥克斯韋模型進行描述定義，模擬了阻尼器在受到到頻率范圍為 0-5 Hz的周期作用力載荷下的諧波響應仿真結(jié)果，如圖1所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/c40967f3fb374d6eaaff85debfbf9c71.gif" alt="Untitled1.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖1 阻尼器的諧波響應</strong></p><p>采用快速傅里葉變換（FFT）進行時域的求解，仿真得到結(jié)果如圖2所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/a7aae40f293a44c88ff57b82949f27b9.gif" alt="Untitled2.gif"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖2 阻尼器受迫振動時域解</strong></p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202301/0140c1dcca60419194811b4ace3defac.png" alt="Untitled3.png"></p><p class="ql-align-center"><strong>圖3 安裝孔的滯回曲線</strong></p><p>感興趣的朋友，可下載模型源文件，歡迎交流</p>
展開 ABAQUS橡膠墊圈的超彈性及應力松弛行為的仿真教程
由于橡膠材料具有超彈性能，當受到較大外載時，表現(xiàn)出高度非線性的特性，往往使得密封圈的精確仿真求解十分困難。
ABAQUS 是一套功能強大的工程模擬的有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復雜的非線性問題。ABAQUS 包括一個豐富的、可模擬任意幾何形狀的單元庫。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(zhì)材料，作為通用的模擬工具， ABAQUS 除了能解決大量結(jié)構(gòu)（應力/位移）問題，還可以模擬其他工程領(lǐng)域的許多問題，例如熱傳導、質(zhì)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(zhì)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(gòu)模型來描述，同時橡膠具有黏彈性特性，在長期受壓狀態(tài)下，會出現(xiàn)力學松弛現(xiàn)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(xiàn)象的功能，應力釋放模型采用應力釋放實驗數(shù)據(jù)，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(shè)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(shù)為0.16，定義好之后如圖4所示。
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(gòu)模型）以及基層（采用線彈性本構(gòu)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(jié)構(gòu)的材料非線性，引入了彈性模量隨加載過程中結(jié)構(gòu)本身的應力而變化的方程，即將E=f(sigmax,sigmay,sigmaz) 引入到本構(gòu)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(jié)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(gòu)模型中進行計算，反復迭代。基于COMSOL軟件，本案例仿真結(jié)果如下所示：
感興趣的朋友可下載模型，歡迎交流。
展開 粘接劑的粘彈性仿真建模經(jīng)驗總結(jié) ￥20
工程中使用的大部分膠黏劑都屬于粘彈性材料 ，其力學行為具有很強的時間相關(guān)性 ，表現(xiàn)出典型的“蠕變”（恒定外力下，材料的變形隨加載時間的增加而逐漸增大）或“松弛”（恒定變形下，材料的應力隨加載時間的增加而逐漸衰減）現(xiàn)象 ．上述特性又進一步影響粘接結(jié)構(gòu)的力學行為，導致粘接結(jié)構(gòu)在使用過程中，其結(jié)構(gòu)應力隨著加載時間的增加而逐漸變化 ．因此，合理地分析粘接結(jié)構(gòu)應力分布，必須準確描述膠黏劑的時間相關(guān)力學特性．
傳統(tǒng)只定義彈性模型、泊松比 僅對小應力下部分硬的膠水適合。本文對膠水的粘彈性建模進行總結(jié)。
框架： 1. 粘彈性本構(gòu)模型簡介
2. 彈性模量、剪切模量、體積模量、泊松比之間的關(guān)系
3. 有限元建模
4. 調(diào)研的幾款膠水粘彈性模型的材料參數(shù)
展開 案例分享 | 氣動彈性協(xié)同仿真飛行載荷工具包
MSC 軟件提供了一個強大而可靠的商用計算流體力學和有限元分析解算器協(xié)同仿真工具包來實現(xiàn)這一目標。該工具包在很大程度上還實現(xiàn)了仿真過程的自動化。工具包包含許多新方法，可用于：
從多個 scFLOW 計算流體力學分析中提取氣動彈性載荷
將流體載荷應用到氣動彈性 MSC Nastran 模型上作為各種配平條件
將全部 6 個自由度（DOF）的空氣動力載荷耦合到結(jié)構(gòu)有限元分析模型中
圖1：針對本研究的通用無人機模型（由 BAE Systems 公司提供）
圖2：工具包用戶界面中的通用無人機模型
圖3：進行非線性無人機形狀預測時工具包中顯示的機翼偏轉(zhuǎn)
通過與 BAE Systems 合作，為其創(chuàng)建了一個通用無人駕駛飛行器（UAV）演示項目，用來展示該工具（圖 1）。在工具包用戶界面中（圖 2），可將來自 scFLOW 的計算流體力學結(jié)果自動直接映射到 MSC Nastran 的有限元模型上，從而預測氣動彈性效應并實現(xiàn)可視化。
“
長期以來，斯特林公司始終致力于開發(fā)獨立的飛機設(shè)計工具。與 MSC 軟件和 BAE Systems 合作開展 NATEP 項目是一次絕佳的機會，讓我們能夠進一步增強自身實力并將這些新工具用于未來的飛機設(shè)計。
展開 ANSYS中彈性地基的實現(xiàn)方法(一)
約束示意圖如下：
為驗證模型的正確性，同時采用了常用大型設(shè)計軟件MIDAS GTS對該模型進行了驗證，GTS里面彈性地基通過設(shè)置曲面彈簧來考慮，GTS的有限元模型如下：
兩者計算結(jié)果對比如下：
彎矩圖：
ANSYS（單位為N.m）
GTS（單位KN.m）
剪力
ANSYS(單位N)
GTS(單位KN)
軸力
ANSYS（單位：N）
GTS（單位：KN）
具體數(shù)值對比：
彎矩極值（單位KN.m）：ANSYS分別為87.95、71.31，GTS分別為87.26、71.78，以GTS計算結(jié)果為準，兩者誤差分別為0.79%、-0.65%；
剪力極值(單位KN)：ANSYS分別為186.70、185.07，GTS分別為180.23、181.59，以GTS計算結(jié)果為準，兩者誤差分別為3.59%、1.92%；
軸力極值(單位KN)：ANSYS分別為309.35、72.12，GTS分別為309.77、72.94，以GTS計算結(jié)果為準，兩者誤差分別為-0.14%、-1.12%；
從兩者誤差可見，兩者結(jié)果相差較小，在工程誤差可接受范圍內(nèi)，說明采用beam44單元考慮彈性地基剛度方法可行。從而這也為后續(xù)進行參數(shù)化建模以及相應結(jié)構(gòu)的二次開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)于梁單元的彈性地基方法到這兒告一段落，后續(xù)還有會實體單元如何考慮彈性地基剛度，如何采用手工彈簧來模擬彈性地基，歡迎繼續(xù)關(guān)注！
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