ansys拉伸試驗(yàn)的案例
Ansys案例研究 | 單軸拉伸試驗(yàn)應(yīng)變測(cè)量
概述：
單軸拉伸試驗(yàn)是了解大多數(shù)材料并獲取應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系的主要方法。可靠的拉伸數(shù)據(jù)對(duì)于組件設(shè)計(jì)至關(guān)重要。本案例展示了如何進(jìn)行拉伸試驗(yàn)并獲取應(yīng)變圖。
目標(biāo)：
觀察在施加漸進(jìn)式位移載荷的單軸拉伸試樣中的應(yīng)變。
步驟：
1、打開(kāi)Ansys Workbench，創(chuàng)建一個(gè)“靜態(tài)結(jié)構(gòu)”系統(tǒng)。
2、定義拉伸試驗(yàn)樣品的材料屬性。本例中使用的是結(jié)構(gòu)鋼。
3、導(dǎo)入模型，其外觀類似于圖 1 所示。
圖1 單軸拉伸試驗(yàn)試樣
4、將材料分配給幾何體。
5、按照?qǐng)D2所示，在試件上施加適當(dāng)?shù)募s束條件。
圖2 樣品的邊界條件
6、按照?qǐng)D2所示施加位移。
7、對(duì)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分并運(yùn)行仿真。繪制等效彈性應(yīng)變(圖3)。
圖3 等效彈性應(yīng)變圖
總結(jié)：
本案例說(shuō)明了單軸拉伸試驗(yàn)樣品中應(yīng)變的測(cè)量方法。
如有疑問(wèn)歡迎留言或私信！
展開(kāi) 一文搞懂：金屬材料的拉伸試驗(yàn) 附《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》下載
下載地址：GB／T228.1-2010《金屬材料 拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》
鑄鐵拉伸試驗(yàn)ABAQUS模擬
鑄鐵拉伸試驗(yàn)ABAQUS模擬
為什么材料拉伸試驗(yàn)要用“引伸計(jì)”
試驗(yàn)時(shí)，傳感器與試件測(cè)量段（亦稱“測(cè)量標(biāo)距”）的兩端點(diǎn)“固定”，傳感器測(cè)得標(biāo)距間的變形（伸長(zhǎng)或縮短）并將其轉(zhuǎn)化為其他信號(hào)（如電信號(hào)、光信號(hào)），經(jīng)放大器放大并由記錄器采集，從而獲得數(shù)據(jù)。
引伸計(jì)包括機(jī)械式引伸計(jì)、光學(xué)引伸計(jì)、電子引伸計(jì)（圖1）等。目前土木工程試驗(yàn)中較常用電子引伸計(jì)，如各類材料的拉伸試驗(yàn)。而電子引伸計(jì)又可分為軸向引伸計(jì)、橫向引伸計(jì)和夾式引伸計(jì)。本文主要談?wù)剬?duì)
軸向電子引伸計(jì)（測(cè)量試件沿加載方向的線變形）的一些理解，如圖1，其包括
刀刃、
標(biāo)距桿、
標(biāo)距桿墊片、
力臂等部件。
圖1 軸向電子引伸計(jì)
2. Why it ?| 為什么需要用引伸計(jì)？
目前多數(shù)試驗(yàn)機(jī)都能記錄加載頭的位移，利用位移計(jì)也能測(cè)量試件的變形，這兩者相對(duì)于引伸計(jì)的安裝和使用都方便太多，所以剛開(kāi)始做材料拉伸試驗(yàn)時(shí)，我對(duì)試件上額外添加一個(gè)引伸計(jì)是疑惑的。
那么使用引伸計(jì)的意義是什么？
結(jié)合試驗(yàn)來(lái)談一談會(huì)一點(diǎn)。
當(dāng)進(jìn)行材料拉伸試驗(yàn)時(shí)，試件所受荷載可以直接從試驗(yàn)機(jī)獲得，記為
F；試件的“受拉伸長(zhǎng)量”也可以直接從試驗(yàn)機(jī)獲得，記加載頭位移為
d；那拉伸試驗(yàn)的荷載-位移曲線不就已經(jīng)可以繪制了么？如果試件的截面積為
A，原長(zhǎng)為
l，那
σ=
F/
A、
ε=
d/
l后拉伸試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線也能得到。
圖2 應(yīng)力-應(yīng)變曲線
好像有道理哈？
展開(kāi) 
淺談金屬拉伸試驗(yàn)的必要性
在金屬的制造過(guò)程中，一個(gè)很重的力學(xué)性能就是金屬的拉伸能力。金屬拉伸試驗(yàn)在金屬材料力學(xué)性能試驗(yàn)中是最常見(jiàn)、最重要的試驗(yàn)方法之一，它關(guān)乎到金屬的韌性、強(qiáng)度等，拉伸性能是通過(guò)拉伸試驗(yàn)判定的。
金屬拉伸試驗(yàn)所得到的材料強(qiáng)度和塑性性能數(shù)據(jù)，對(duì)于設(shè)計(jì)和選材、新材料的研制、材料的采購(gòu)和驗(yàn)收、產(chǎn)品的質(zhì)量控制、設(shè)備的安全和評(píng)估，都有很重要的應(yīng)用價(jià)值和參考價(jià)值。
金屬拉伸試驗(yàn)一般分為四個(gè)階段：
1、彈性階段: 隨著荷載的增加，應(yīng)變隨應(yīng)力成正比增加。如卸去荷載，試件將恢復(fù)原狀，表現(xiàn)為彈性變形，此階段內(nèi)可以測(cè)定材料的彈性模量。
2、屈服階段: 普碳鋼：超過(guò)彈性階段后，載荷幾乎不變，只是在某一小范圍內(nèi)上下波動(dòng)，試樣的伸長(zhǎng)量急劇地增加，這種現(xiàn)象稱為屈服。
3、強(qiáng)化階段：試樣經(jīng)過(guò)屈服階段后，若要使其繼續(xù)伸長(zhǎng)，由于材料在塑性變形過(guò)程中不斷強(qiáng)化，故試樣中抗力不斷增長(zhǎng)。應(yīng)變?cè)黾討?yīng)力也增加，力量最大值就是金屬材料抗拉強(qiáng)度的極限值。
4、頸縮階段：當(dāng)應(yīng)變?cè)黾討?yīng)力下降，金屬材料就會(huì)產(chǎn)生“頸縮”狀態(tài)，直至斷裂。
我們通過(guò)金屬拉伸實(shí)驗(yàn)可以測(cè)試出材料的強(qiáng)度、硬度、疲勞等等一系列的機(jī)械性能。作為沖壓件加工廠只有充分了解了材料的性能之后才能安全的制定材料的應(yīng)用環(huán)境，才能放心投產(chǎn)，加工生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)、合格的沖壓件。
展開(kāi) 基于ABAQUS的低碳鋼拉伸試驗(yàn)模擬
我們?cè)诓牧狭W(xué)實(shí)驗(yàn)課學(xué)習(xí)過(guò)，近距離觀察過(guò)低碳鋼鋼桿拉伸實(shí)驗(yàn)，得到了如下圖1所示的應(yīng)力應(yīng)變曲線，對(duì)應(yīng)力應(yīng)變曲線的深刻理解有助于我們?cè)谟邢拊治鲋械玫秸_的結(jié)果，對(duì)分析做出正確的判斷，那么如何在Abaqus中模擬這一過(guò)程呢？
圖1 低碳鋼應(yīng)力應(yīng)變曲線
1. 問(wèn)題描述
對(duì)一半徑為5mm，長(zhǎng)度為50mm的軸做軸向拉伸，位移載荷為10mm，積分方式單元階次為C3D8R；設(shè)置參考點(diǎn)RP1，以此點(diǎn)做一個(gè)集合ss，并與右端面剛性耦合，用來(lái)施加位移載荷和輸出變量。模型示意如圖2所示。
圖2 模型示意
2. 應(yīng)力應(yīng)變曲線的模擬
2.1 彈性階段模擬
2.1.1 材料參數(shù)設(shè)置
軸的彈性模量為200000Mpa，泊松比為0.3。材料設(shè)置如圖3所示。
圖3材料設(shè)置示意 圖4增量步設(shè)置示意
2.1.2 分析步設(shè)置
僅設(shè)置一個(gè)靜態(tài)學(xué)分析步，將非線性打開(kāi)（為后續(xù)分析做準(zhǔn)備），初始和最大時(shí)間增量均為0.1，設(shè)置如圖4所示。設(shè)置歷程輸出變量為RP1點(diǎn)所在集合的反力RF3和位移U3，設(shè)置如圖5所示。
圖4歷程輸出變量設(shè)置示意
2.1.3 邊界條件設(shè)置
軸的一段設(shè)置為全約束，軸的另一端施加10mm的位移載荷，并約束其余5個(gè)自由度，邊界設(shè)置如圖5所示。
圖5邊界條件設(shè)置示意
2.1.4 結(jié)果分析
輸出反力RF3，從圖6中可以看到，力隨著時(shí)間呈線性變化，這是典型的彈性變形。
展開(kāi) ABAQUS單軸拉伸仿真分析與試驗(yàn)對(duì)比
單軸拉伸試驗(yàn)與仿真
概述
單軸拉伸試驗(yàn)是基本的材料力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)，本文采用ABAQUS軟件模擬其試驗(yàn)過(guò)程。
模型設(shè)置
模型難點(diǎn)在材料設(shè)置上，采用韌性損傷準(zhǔn)則，考慮應(yīng)力三軸度，損傷演化等。
應(yīng)在場(chǎng)變量輸出中勾選剛度退化、損傷起始準(zhǔn)則及單元?jiǎng)h除。
3. 結(jié)果對(duì)比
頸縮
斷裂
XM-12 不銹鋼試樣高溫拉伸試驗(yàn)解析
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) 07:36 ABAQUS拉伸試驗(yàn)仿真案例講解
07:36 ABAQUS拉伸試驗(yàn)仿真案例講解
Abaqus纖維復(fù)合材料單面貼補(bǔ)修復(fù)拉伸試驗(yàn) ￥99
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Abaqus纖維復(fù)合材料單面貼補(bǔ)修復(fù)拉伸試驗(yàn)，已實(shí)現(xiàn)層合板斷裂，且已解決網(wǎng)格畸變問(wèn)題，層間內(nèi)插cohesive單元，補(bǔ)片與母體間采用cohesive膠接，模型采用puck失效準(zhǔn)則
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內(nèi)附有inp，puck Vumat 子程序
</div><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202505/attachment/4512305ed14743ba98d626ea49117519.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
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展開(kāi) Abaqus纖維復(fù)合材料雙面貼補(bǔ)修復(fù)拉伸試驗(yàn) ￥89
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Abaqus纖維復(fù)合材料雙面貼補(bǔ)修復(fù)拉伸試驗(yàn)，已實(shí)現(xiàn)層合板斷裂，且已解決網(wǎng)格畸變問(wèn)題，層間內(nèi)插cohesive單元，補(bǔ)片與母體間采用cohesive膠接，模型采用puck失效準(zhǔn)則
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<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202505/attachment/3c79dbb2e1564f81b7fcbd0812c393af.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
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展開(kāi) 
WB案例分享-塑性材料拉伸試驗(yàn)仿真案例 ￥1
https://mp.weixin.qq.com/s/SR--sMBarmpFKWiebEe6eQ
單軸拉伸試驗(yàn)是了解大多數(shù)材料并獲得應(yīng)力和應(yīng)變之間關(guān)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(yīng)變頸縮。 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)試棒零件進(jìn)行塑性材料進(jìn)行拉伸模擬仿真。
此示例說(shuō)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(yàn)證仿真結(jié)果的過(guò)程。
銹坑對(duì)鋼筋力學(xué)性能的影響（abaqus模擬拉伸試驗(yàn)））
有在做拉伸試驗(yàn)的模擬的同學(xué)嗎，可以一起討論一下嗎？我沒(méi)有試驗(yàn)，純模擬，想找個(gè)人一起討論
室溫下金屬圓棒試樣高應(yīng)變速率拉伸試驗(yàn)影響因素分析
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10?2～103 s?1之間。一般應(yīng)變速率小于0.1 s?1時(shí)，可以在靜態(tài)試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，規(guī)范參考GB/T 228.1—2010《金屬材料拉伸試驗(yàn) 第1部分：室溫試驗(yàn)方法》；當(dāng)應(yīng)變速率大于0.1 s?1時(shí)，需要在高速拉伸試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)，稱為高應(yīng)變速率拉伸測(cè)試。ISO 26203-2:2011 Metallic materials — Tensile testing at high strain rates — Part 2: Servo-hydraulic and other test systems 及 GB/T 30069.2—2016對(duì)金屬板材試樣的高應(yīng)變速率拉伸測(cè)試有詳細(xì)的說(shuō)明，但對(duì)金屬圓棒試樣缺乏指導(dǎo)性規(guī)范。
機(jī)械設(shè)備結(jié)構(gòu)件多為鑄件，其力學(xué)性能關(guān)系到產(chǎn)品的碰撞安全性。鑄件的力學(xué)性能一般通過(guò)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)圓棒試樣獲得，因此了解圓棒試樣高應(yīng)變速率測(cè)試時(shí)的影響因素，獲得準(zhǔn)確的高應(yīng)變速率條件下的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線等相關(guān)信息對(duì)零件結(jié)構(gòu)的碰撞安全性評(píng)價(jià)非常重要。
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試驗(yàn)材料及方法
試驗(yàn)材料為啞鈴型鑄鋁和鑄鐵件，根據(jù)常用零件的最小壁厚，選擇平行段直徑為 5 mm、夾持端直徑為 12 mm 的試樣。平行段工作部分表面粗糙度為 0.32 μm，同軸度小于 0.01 mm，使用銑床和外圓磨床進(jìn)行加工。
展開(kāi) Abaqus纖維復(fù)合材料層合板拉伸試驗(yàn)仿真模型 ￥89
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Abaqus纖維復(fù)合材料層合板拉伸試驗(yàn)仿真模型!
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模擬過(guò)程采用hashin子程序，有錄制整個(gè)建模操作視頻，可贈(zèng)送復(fù)合材料層合板快速建模插件!
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<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202504/attachment/576bed6f0d4c48b3a88e010c71ad52e6.jpg" style="display: inline-block;" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/576bed6f0d4c48b3a88e010c71ad52e6.jpg" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/576bed6f0d4c48b3a88e010c71ad52e6.jpg?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/576bed6f0d4c48b3a88e010c71ad52e6.jpg?
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