流體黏彈性的案例
在 COMSOL 中模擬黏彈性流體
或者，如果你對研究聚合物感興趣，你可能會想到：當對黏彈性流體施加一定的力時，流體如何開始看起來像繩子上的珠子。今天這篇文章讓我們來看一個使用 Oldroyd-B 聚合物的例子。
黏彈性流體
顧名思義，黏彈性流體是具有彈性的流體。當黏彈性流體變形時，一定的力試圖使其恢復到未變形的狀態。這類流體包括：
聚合物熔體
油漆
蛋白質懸浮液
油漆是一種黏彈性流體。
2020 年，聚合物流動模塊隨著 COMSOL Multiphysics? 軟件 5.6 版本一起發布，包括黏彈性流體模型。我們可以使用這些模型來解釋流體的彈性并預測其施加的力、涂層的均勻性和模具填充程度。
聚合物流動模塊中包含以下黏彈性流體模型：
Oldroyd-B 流體
Gisekus
FENE-P
LPTT
這里，我們將重點介紹 Oldroyd-B 流體的長絲由于表面張力效應而拉伸時的模擬結果。如果你想逐步構建這個模型，請至 COMSOL 官網下載：“黏彈性細絲的串珠結構”教程模型。
模擬 Oldroyd-B 聚合物中的表面張力效應
我們的示例模型是從建立一條長的、未拉伸的 Oldroyd-B 流體細絲開始的。細絲被建模為一個初始半徑有小幅擾動的液體圓柱體，流動被建模為軸對稱。
Oldroyd-B 流體被建模為聚合物在牛頓液體中的稀溶液。
展開 粘彈性邊界等效節點力公式的推導(黏彈性邊界)
等效節點力的計算在粘彈性邊界的地震動輸入中至關重要，公式的最終表達式很多論文中都有，但是對于初學者來說，直接使用可能會有些吃力。筆者在前不久發表的論文中對其進行了細致的推導，現在正式版（印刷版）已經刊出，正式版參考文獻鏈接如下，直接點擊文章標題即可：
黏彈性人工邊界在ABAQUS中的實現及地震動輸入方法的比較研究
DOI: 10.13722/j.cnki.jrme.2019.1068
這里將正式版文獻中，正確完整的粘彈性邊界等效節點力公式推導放在下面以供大家參考（公式5-24），希望能及時地給大家帶來一些幫助，相信大家能成功實現粘彈性邊界的地震動輸入。
展開 適用于ABAQUS的黏彈性邊界(粘彈性邊界)及等效地震荷載施加插件程序 v3.2.1 ￥9999
本程序已停售，由于之前有人購買所以無法刪除帖子，價格設置為防拍價，請勿購買，謝謝
等效線性黏彈性本構的應用
有個困惑就是，做試驗可以獲得不同圍壓下土體的最大剪切模量，以及剪切模量比與剪應變，阻尼比和剪應變的曲線，然后根據不同圍壓與最大剪切模量的關系就知道了公式中的k和n，做模擬的時候，在材料屬性輸入k,n,v,w，關鍵字中輸入各土體單元的震前圍壓，剪切模量比，阻尼比，最大剪應變。如果假定震前圍壓為100，那在迭代過程用所用到的剪切模量比與剪應變及阻尼比的曲線就是100kpa所對應的曲線。但是如果考慮震前圍壓，就是先做靜力分析求出各單元的有效應力作為關鍵字輸入中的第一列，那這樣的話基本一層土是一個應力，也就是一層土一種圍壓，一種圍壓對應一個最大剪切模量和關系曲線，迭代的時候不可能取每層土對應圍壓的下土體的關系曲線，那么要用哪個圍壓下的關系曲線？對于正常固結土，最大的圍壓是密度*g*h，做土力學實驗獲得以上關系曲線是根據土體深度來加的圍壓，那如果現在土體密度是2，模擬土體厚度為60m，最大圍壓就是1200kpa，迭代的時候要用圍壓1200kpa對應的關系曲線嗎？可是考慮靜應力之后，每層土一個圍壓，只有最下層土體圍壓才是1200
展開 
abaqus粘彈性黏著接觸
目前在做粘彈性材料黏著接觸，跪求相關方向的大佬交流
abaqus黏彈性人工邊界的實現
網上的文章都挺多的，肝了一個月終于肝出matlab程序了，還是挺有成就感的，以后抗震分析可以一鍵生成了哈哈
Moldex3D模流分析之黏彈性分析模組
黏彈性分析簡介
Moldex3D黏彈性分析模塊能協助顯示塑料的黏彈性機制。因此，能顯示充填／保壓及冷卻階段時的流動殘留應力。
此外，在仿真翹曲、退火及光學制程時也能考慮黏彈性的影響，使結果預測更合理也更精確。
Moldex3D黏彈性分析模塊功能導覽
在拉伸松弛實驗中，典型塑料最常觀察到的行為如下圖所示。在溫度低時，彈性模數高，塑料是硬而脆的（玻璃區域，區域1）。隨著溫度升高，塑料在玻璃轉變溫度時表現得像彈性皮革（區域2）。當溫度持續升高時，彈性模數再次達到一個高原區域（橡膠高原，區域3）。接著溫度再持續升高，彈性模數下降并導致相當大的流動量（區域4）。如果溫度一直持續升高，塑料將變成黏稠的液體（區域5）。
在射出成型中，翹曲主要在區域1與2時受影響，流動殘留應力或分子配向則主要在區域3至5時受影響。Moldex3D包含兩項黏彈性分析，一項用于翹曲預測，另一項則用于流動殘留應力。
典型塑料的松弛模數－溫度
在不同區域時的時間依賴的相對重要性
注意：Moldex3D黏彈性分析模塊支持solid與eDesign網格模型。
1. 前處理 (Pre-processing)
Moldex3D黏彈性分析模塊支持Moldex3D項目中的所有分析類型，其前處理階段的步驟與基本模塊相似：
步驟1：產生網格模型
步驟2：建立新項目
步驟3：建立新組別
步驟4：選擇分析項目
以下將列出特定步驟的操作說明。
開始分析
1. 關于退火模擬 (For Annealing (Stress) Analysis)
Moldex3D也能將黏彈性分析應用于退火模擬。使用者能在計算參數的應力 (Stress) 卷標中找到選項。在分析類型的下拉式選單中，選擇退火類型。
展開 COMSOL黏彈性動力邊界及地震動輸入
一、前言
粘彈性動力邊界是工程仿真中比較常用，效果也不錯的局部時域人工動力邊界條件，目前已經在ANASYS、ABAQUS和Fssicas等通用有限元軟件中有了較為通用的使用方法，但是在COMSOL這款以多物理場和PDE建模為特色的通用軟件中卻比較少見。因此本帖展示的是本人在COMSOL有限元平臺實現的粘彈性邊界的施加以及地震動輸入的介紹。
本貼采用的驗證算例引用于文獻《黏彈性人工邊界在ABAQUS中的實現及地震動輸入方法的比較研究》-巖土力學與工程學報-馬笙杰等。
下面是建模介紹和模擬結果與文獻結果的對比驗證。
二、模型建立
通過場外垂直入射sv波算例來驗證黏彈性邊界設置和地震動輸入的準確性。在二維無限彈性空間中截取長50m，高50m的有限元區域作為計算區域，設置模型的頂部中點和底部中點作為監測點，如圖1所示，模型材料參數如下：密度為2000kg/m^3,彈性模量：2e8[Pa],泊松比0.25，剪切波速為200m/s，采用四邊形網格單元，網格尺寸為0.5m×0.5m，在模型底部垂直輸入sv波，波形和速度圖像如圖2、3所示。持續時間為0.2s，計算時長為1s，計算時間步為0.001s，瞬態隱式求解，時間進步方法為向后差分。
圖1 二維土體計算模型
圖2 入射波位移時程曲線圖
圖3 入射波速度時程曲線圖
計算結果如圖4、5所示，入射波在經過0.25s之后到達自由表面與反射波疊加，變成入射波位移的2倍，0.4s之后自由地表停止振動（圖中藍色部分為數值震蕩），說明入射波在底部黏彈性邊界處被吸收，沒有二次反射。
展開 ex2-4黏彈性材料的循環剪切試驗
ex2-4黏彈性材料的循環剪切試驗
復合材料固化過程仿真 黏彈性子程序
現出復合材料固化過程仿真 黏彈性子程序 ，本人從事復合材料固化過程、強度校核仿真數年，現已脫離此行業，有需要UMAT、UMATHT、UEXPAN、VUMAT等相關程序可以聯系我。
QQ：860536174
Moldex3D模流分析之黏彈性分析模塊Viscoelasticity
為什么使用黏彈性分析仿真(VE)?
塑料高分子具有部分黏性與部分彈性的特質，并且黏彈性的效應在不同的溫度與剪切變形下黏彈性質均不同。如果僅使用一般流體及彈性模型，要正確地描述黏彈及相關性質在成型過程中的變化與行為是非常困難的。為了讓材料性質對產品的質量與結構的影響更逼近真實，設計者需要有專業的CAE分析工具來預測流動行為及材料變化。Moldex3D 黏彈分析(VE)模塊協助用戶更方便的觀察模穴中塑料產生的變化，并進而與翹曲分析及光學分析模塊整合進行更進階的分析。
Moldex3D 解決方案
? 計算塑料的黏性與彈性性質
? 流動殘留應力預測，得知各應力分量在各階段下之變化
? 預測在固化及松弛時的應力行為
? 預測成品之在空間中各點所承受之正向應力與剪應力
? 結合殘留應力分析來預測光學性質(需要光學 (Optics) 模塊 )
? 預測殘留應力
高分子的殘留應力產生與其黏彈性質高度相關，并可被歸類成熱導致的與流動導致的兩種殘留應力。其對成品強度與斷裂等瑕疵的發生影響甚巨。
蒙麥斯應力的預測結果
? 翹曲變形分析
在冷卻過程中，不同區域的溫度節會隨著時間而變化。而溫度的分布對于翹曲變型有著非常顯著的影響。如果能夠考慮塑料的黏彈性質，則翹曲變型分析的結果將可以更接近真實成型中的熔膠流動行為。
（a）使用黏彈分析模組的結果 （b）未使用黏彈分析模組的結果
翹曲分析后的變形結果
? 退火制程分析
退火為利用玻璃化臨界下溫度來加熱射出成型成品的制程。此制程主要是為了降低成品中既有的應力，以避免其所造成的變型或斷裂問題。應力消除可以提供額外的安全性來通過成品可能會接觸到的各種嚴苛化學環境。Moldex3D 黏彈分析(VE)模塊幫助用戶來仿真退火制程并將溫度變化與應力分布的結果可視化處理。
展開 
Moldex3D模流分析之翹曲預測要精準 材料黏彈性很重要
首先使用標準翹曲求解器來模擬純PBT，由于未考慮黏彈性，因此無法準確預測出產品的翹曲趨勢。在改用納入黏彈性考慮的進階求解器之后，便成功捕捉到較實際的翹曲結果。另一方面，在纖維強化塑料的部分，標準求解器和和進階求解器皆可預測出準確的翹曲現象，原因是非等向性材料特性，使得流動產生的纖維配向，會主導翹曲行為(圖二)。然而從中也可看到，若考慮黏彈性，仍可顯著提高其Z方向變形絕對量值的準確性(圖三)。
圖二 纖維強化塑料的非等向性
圖三 兩種PBT材料的翹曲預測驗證結果
結果
透過此研究，證實在模擬中考慮材料的黏彈性，是至關重要的。Moldex3D在納入考慮黏彈性之后，不管是預測純塑料或纖維強化塑料，都能提升翹曲預測結果準確性。
展開 【Moldex3D在線課程】3月9日-“黏度與黏彈性質量測在模流分析之影響”
01
黏度與黏彈性質量測在模流分析之影響
2023年03月09日
材料特性的掌握為模流分析準確與否之最主要關鍵之一，塑料在成型過程經歷加熱熔融、形變、壓縮、冷卻固化等復雜過程，塑料的狀態一直在變化(溫度、壓力、剪切率、…)，也因此材料性質也不斷的變化，其中又以黏度與黏彈特性的變化量最為復雜與明顯，其變化的量值可高達百萬倍。
本會議概述如何更精準的量測適合于完整的工藝范圍所需要的黏度與黏彈數據以及最新的鑒定方法，以及材料性質在模流分析中的關聯性，除了可將仿真的準確度提升檔次，更可透過模流分析更精確掌握工藝技術以及提升產品質量。
新論文：黏彈性邊界中靜動力邊界轉化方法（地震靜動力耦合分析）
進行地震靜動力耦合計算時，如果采用黏彈性邊界作為動力邊界條件，則會面臨靜動力邊界轉化的問題。而靜動力邊界條件與地應力平衡橫容易混淆，地應力平衡應該包含在該過程中，許多文獻描述很模糊。新論文：《靜動力邊界轉換及其合理性驗證方法的研究》給出了在進行地震靜動力耦合計算時，靜力邊界條件（固定邊界）向動力邊界條件（黏彈性邊界）轉換的詳細步驟及檢驗方法。論文鏈接：https://doi.org/10.11939/jass.20220136
標簽：粘彈性邊界 黏彈性邊界 等效節點力 靜動力耦合模擬 靜動力邊界條件轉換 黏彈性邊界 疊加原理 地震反應 ABAQUS
展開 彈性流體動力油膜理論
在接觸區內壓力很高，使表面產生相當大的彈性變形，同時也使其間的潤滑油粘度大為增加。理論分析和試驗研究證實，在一定的條件下，接觸區內可形成將兩表面完全隔開的油膜。
這類潤滑問題的特點是：要考慮接觸面的彈性變形和潤滑油的粘度變化。
實際上，接觸體表面都不是絕對光滑的，設兩表面粗糙度的均方根值分別為和
用表示兩表面合成的粗糙度，
用 h 表示兩表面間形成的平均油膜厚度；
則表示彈流油膜比厚，它反映著彈流潤滑的性能。
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