finite-element simulation的案例
Ansys及有限元理論相關國外書籍推薦
4、Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures
內容與上面介紹的Introduction to Nonlinear Finite Element Analysis 這本書籍有一定的重合，但絲毫不影響其內容的精彩，這本書的案例與上一本不同，采用的是Python語言進行演示，全書共計542頁。
二、ANSYS經典 GUI界面學習教材推薦
1、Finite Element Simulations Using Ansys
全書主要行文思路為 解析解與軟件操作的對比，如果有一定的有限元理論基礎，非常適合看這本書，全書包含了不同種類的案例分析，各個專業都略有涉及，軟件版本是基于ANSYS14.5版本。全書共計429頁。
2、The Finite Element Method and Applications in Engineering Using ANSYS
本書相比于上一本更多側重于對ANSYS軟件本身的介紹，包括各個菜單內容，布爾運算的概念等，再輔以實際操作案例，有點類似國內一般教材的行書風格。全書共計663頁。
三、ANSYS APDL學習教材推薦
1、ANSYS Mechanical APDL for Finite Element Analysis
這本書比較全面的介紹了ANSYS APDL，從建模一直到求解，案例比較豐富，部分案例同時給力GUI操作方式，同時對部分ANSYS中的關鍵字眼做了詳細解釋。全書共計438頁。
展開 Mechanical testing and macro-mechanical finite ele
Mechanical testing and macro-mechanical finite element simulation of the deformation, fracture, and short circuit initiation of cylindrical Lithium ion battery cells.pdf
2008年獲得“醫學創新獎勵”的學術論文
現在分享給大家，希望大家能從中得到新的啟發和幫助
Finite element simulation of cement-bone interface micromechanics.pdf
基于samcef的銑削穩定性分析
In this method, the key position combinations of moving parts are set as the samples of calculation to calculate the dynamic characteristics of machine tools with SAMCEF finite element simulation analysis software. Then the minimum critical axial cutting depth of each sample is obtained. The relationship between the position and the value of minimum critical axial cutting depth at any position in the whole workspace can be obtained through established response surface model. The precision of the response surface model is evaluated and the model could be used to rapidly evaluate the milling stability of machine tools with position dependence.
展開 
基于UHARD的修正雙曲正弦Arrhenius本構實現
經典的Arrhenius本構模型可以用下面的式子表示：
實際上，在合金材料的熱變形中，α,Q,A,n并不是一成不變的，這些參數對塑性應變是非常敏感的，Li教授提出的考慮應變補償的Arrhenius模型中[1]，采用五階多項式函數來描述這一變化：
論文中通過擬合系數后，帶入公式中，可以得到預測值和實驗值對比差異如下圖所示
建立熱壓縮模型，設置壓縮溫度673K，應變率0.1s，五階多項式寫入UHARD子程序中：
仿真結果如下：
提取載荷位移曲線如下所示：
當應變率降為0.001s-1時，載荷位移曲線如下：
[1] Hu L , Lang M , Shi L ,et al.Study on hot deformation behavior of homogenized Mg-8.5Gd-4.5Y-0.8Zn-0.4Zr alloy using a combination of strain-compensated Arrhenius constitutive model and finite element simulation method[J].鎂合金學報(英文), 2023, 11(3):1016-1028.
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展開 隆重推薦 計算力學論文集
7 Large scale finite element simulation and modeling for enviromental flows usiing GIS/CAD
8 Kirchhoff's analogy ebtween rods and gyrostats for chaos determination
9 Inverse analysis problems in structural engineering of concrete dams
10 New developments in computational material failure mechanics
11 Development of statistical design support system and its applications to some industrial
12 Advanced computational technques for moving boundaries and interfaces
13 Grand challenge of CIP towards universal volver from nanoscale to astrophysical scale
14 Challenges of high Dam Construction to computational mechanics List of other semiplenary lecrures
Keynote Lecrures
15 Geomechanics in the oil industry what have we learned and where do we go?
展開 梯度晶體塑性模型對應的umat子程序 ￥1200
文獻一：《Gradient plasticity in gradient nano-grained metals》
文獻二：《Grain rotations during uniaxial deformation of gradient nano-grained metals using crystal plasticity finite element simulations》
推薦理由：兩篇文章使用了類似的研究方法，通過構建具有梯度分布的晶粒模型，基于原始的唯象晶體塑性模型進行修改，將初始屈服，硬化模量，飽和強度，以及率相關系數構造為晶粒尺寸的函數，實現建立具有尺寸效應的多晶本構模型，這對目前金屬梯度結構介觀尺度下力學性能的表征具有一定的啟發性
文獻一的研究使用Voronoi鑲嵌方法構建梯度納米晶結構，使用的本構模型如下：
流動方程：
硬化方程為：
通過假設：單晶水平上的所有抗滑移參數與局部晶粒尺寸D的平方根成反比
修正對應的參數為：
其中彈性參數對應Cu的參數
有限元模型為：
研究了平面應變條件下簡單拉伸不同區域的應力應變分布特征
CPFE結果揭示了GNG-Cu橫截面中的梯度應力和梯度塑性應變。這些空間梯度是由于在具有梯度尺寸的晶粒中逐漸達到屈服點以及相應的梯度滑動阻力而產生的。
CPFE結果還揭示了梯度應力和梯度塑性應變的非均勻空間分布，這是隨機晶粒取向和梯度晶粒尺寸共同作用的結果。
展開 #強大的neper-三維voronoi泰森多邊形建立#
Wen,
Three-Dimensional Crystal Plasticity Finite Element Simulation of Hot Compressive Deformation Behaviors of 7075 Al Alloy, Journal of Materials Engineering and Performance
, vol. 24, pp. 1294-1304, 2015.
Oezelt, A. Kovacs, P. Wohlhüter, E. Kirk, D. Nissen, P. Matthes, L.J. Heyderman, M. Albrecht and T. Schrefl,
Micromagnetic simulation of exchange coupled ferri-/ferromagnetic composite in bit patterned media, Journal of Applied Physics
, vol. 117, 17E501, 2015.
2014
M.P. Miller and P.R. Dawson,
Understanding local deformation in metallic polycrystals using high energy X-rays and finite elements, Current Opinion in Solid State and Materials Science
, vol. 18, pp. 286-299, 2014.
Acerboa, M. Miller and J.
展開 通過擬合有限元模擬和揚聲器實測結果來優化材料參數估計
01 來源
本文主要來源于klippel公司William Cardenas, Wolfgang Klippel發表的論文《Optimal Material Parameter Estimation by Fitting Finite Element Simulations to Loudspeaker Measurements》
Klippel官網上有相當多揚聲器/音箱的原理/設計/測試等資料。強烈建議有學習欲望的朋友多看看。
看英文有困難的朋友可以優先看中文資料。
http://www.klippel.de/material-in-other-languages/chinese-%E4%B8%AD%E6%96%87%E8%B5%84%E6%96%99.html
02 材料參數的測試
頻率響應和指向性等與揚聲器音質直接相關的重要特性，主要由振膜懸邊等部件的尺寸，幾何形狀，材料參數等決定。
尺寸和幾何形狀比較容易通過一些手段來測量和驗證。
關于一般性的材料參數的測試，我之前有專門寫過文章。
材料參數測試
這種方法的局限在于，測試樣品和最終成型的產品材料參數可能會發生變化。且材料參數很多時候是和激勵頻率相關的。
展開 空濾器聲學特性及進氣口噪聲聲品質試驗
First of all, the acoustic performance of the airfilter is measured and the results are verified though the finite element simulation. Then, the noise reduction and the transmission loss of the air- filter are obtained and analyzed though the tests with/without filter element inside. The results indicate that the filter element performs well in noise attenuation in the frequency range above 500 Hz, but does not so well
in the middle-and-low frequency range. Subsequently, the engine bench test is conducted under the condition of steady state and accelerating state. It is found that the air- filter with the filter element inside has good intake noise attenuation effect almost in the whole frequency range.
展開 中山大學王山峰教授團隊《Mater. Design》：圓柱形和球形模型在骨組織工程支架設計中的對比研究
相關成果以“A comparative study on cylindrical and spherical models in fabrication of bone tissue engineering scaffolds: Finite element simulation and experiments”為題發表在國際著名期刊《Materials & Design》上（DOI: 10.1016/j.matdes.2021.110150）。
骨組織工程支架是治療骨缺損的策略之一，可光交聯的聚富馬酸丙二醇酯（PPF）被證實具有生物相容性和生物降解性，并作為樹脂材料用多種三維成型方法制備支架結構，在骨組織工程使用上具有良好前景。理想的骨支架應具備適當的孔徑，高度多孔以及仿生化的結構。王山峰教授團隊根據孔徑與實體部分長度的比例（L/D）在Abaqus軟件中設計了具有圓柱形和球形孔結構的兩種模型，采用有限元分析對模型進行了單軸壓縮模擬、剪切模擬和扭轉模擬等結構分析，并對使用PμSL打印的PPF實物支架進行了壓縮實驗和DIC分析。此外，還對模型進行了流體模擬來探究支架的流體滲透性。結果表明，球形單胞總的來說比圓柱形單胞具有更大的孔隙率和比表面積，然而從力學性能和流體性質兩方面來看，當L/D相同或孔隙率相同（55%-67%）時，圓柱形單胞比球形單胞具有更高的壓縮/剪切模量和更好的應力分布，并且具有更高的扭轉剛度和液體滲透性。實驗與模擬所得的應力-應變曲線之間在彈性形變范圍內具有較好的一致性，證實數值計算的準確性和有效性。該研究提示支架的孔隙率、比表面積、力學性能以及流體滲透性等性質可以通過不同的孔結構和不同的L/D值來調節，對于組織工程支架的設計、性能預測和實驗提供了指導。
展開 
金屬成形材料模型總結
Shah, "Finite Element Simulation of Sheet Metal Forming for Planar Anisotropic Metals," Int. J. of Plasticity, 8, 453-476, (1992).
$1.6 MAT_033_96(*MAT_BARLAT_YLD96)
這個模型是由Barlat等人[1997]提出用來模擬成形過程中的各向異性材料行為（尤其適用于鋁合金）。
這個模型只適合殼單元。
Barlat, F., Y. Maeda, K. Chung, M. Yanagawa, J.C. Brem, Y. Hayashida, D.J. Lege, K. Matsui, S.J. Murtha, S. Hattori, R.C. Becker, and S. Makosey, "Yield Function Development for Aluminum Alloy Sheets", J. Mech. Phys. Solids, Vol. 45, No. 11-12, 1727-1763,(1997) .
$1.7 *MAT_036(*MAT_3-PARAMETER_BARLAT)
這個模型是Barlat and Lian[1989]提出用來模擬平面應力狀態下各向異性板。這個材料允許使用Lankford參數來定義各向異性。這個特殊的發展應歸于Barlat and Lian[1989]。
$1.8 *MAT_037(*MAT_TRANSVERSELY_ANISOTROPIC_ELASTIC_PLASTIC)
這個模型模擬各向異性板料成形過程。僅僅考慮transverse anisotropy。
這個塑性模型是全迭代的，僅適用于殼單元。
考慮笛卡爾參考軸平行于各向異性三個對稱平面。
展開 每日文章推薦（十二）
英文：micro-mechanical damage models（GTN模型））
作者文章基于連續損傷進行分析
lemaitre損傷模型公式如下（引用更加詳細的文獻《Finite element simulation of the punchless piercingprocess with Lemaitre damage model》）：
使用mises各項同性屈服+swift硬化模型+lemaitre損傷模型
考慮損傷的mises屈服函數：
總應變可以加法的分解為彈性部分和塑性部分：
等效塑性應變計算公式為：
根據廣義hooke定義計算應力增量：
塑性流動法則：
S為偏應力張量，可以由柯西應力σ張量計算得到：
σH是體積應力：
根據偏應力張量計算得到mises等效應力：
swift硬化模型：
硬化模量為：
損傷部分基于應變等效性原理（該原理認為：應力σ作用于受損材料引起的應變和實際應力(有效應力)作用于無損材料引起的應變等價），有效應力為：
其中D通常為標量函數（也可以作為張量形式使用）
考慮各向同性硬化和各項同性屈服，耗散勢函數可以分解為塑性耗散勢和損傷耗散勢：
Φ是塑性勢能:
塑性應變率張量定義為：
γ是塑性一致性乘子，并滿足KKT條件：
s和r是lemaitre損傷函數的參數，并且依賴于使用的材料。通常s取為1。Y是損傷能量釋放率，并定義為：
損傷演化表示為：
由于lemaitre損傷模型是局部損傷模型，存在網格依賴性。
展開 熱界面材料（TIM）近期熱文速覽
The most effective thermal conductivity enhancement was achieved by VASCFs, which were attributed to providing complete heat transfer paths, further verified by the finite element simulation. VASCFs were thus incorporated into an optimized mixture of silicon rubber (SR) and paraffin (PA) to fabricate form-stable phase change thermal pads. The VASCFs/PA/SR thermal pads achieved a thermal conductivity of as high as 7.00 W/(m·K), much higher than that of the previously reported PCTIMs.
展開 Moldex3D模流分析之透過塑化分析掌握熔膠溫度
Melting in a Single Screw Extruder: Experiments and 3D Finite Element Simulations. International Polymer Processing, 26(2), 182–196.
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