ansys拉伸實(shí)驗(yàn)的案例
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)模擬
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)模擬
作者：大龍貓 微信公眾號(hào)：CAE_ANSYS
拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)是測(cè)試材料的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)量材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，測(cè)量材料的抗拉強(qiáng)度，作為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)如何獲取其模擬過(guò)程呢？仿真分析軟件AYSYS在默認(rèn)的情況下，無(wú)論受力多大都不會(huì)被拉斷，其主要原因是算法的問(wèn)題。
FLAC3D中CABLE單元拉伸實(shí)驗(yàn)
請(qǐng)問(wèn)各位大佬，F(xiàn)LAC3D中錨桿一點(diǎn)固定，一點(diǎn)以恒定速度拉伸的命令流怎么寫呀（可有償）
Workbench仿真塑性材料拉伸力學(xué)實(shí)驗(yàn)
本實(shí)例利用有限元仿真分析方法模擬材料力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)，針對(duì)塑性材料力學(xué)性能有限元仿真有一定的參考意義，希望能幫到大家。
【溫故知新】
大家可還記得材料力學(xué)中的力學(xué)性能測(cè)試試驗(yàn)？忘了的朋友趕緊腦補(bǔ)去…
復(fù)習(xí)好了哇？直接上實(shí)驗(yàn)結(jié)果...似曾相識(shí)？J
塑性材料應(yīng)力應(yīng)變曲線
注：在ANSYS有限元程序中默認(rèn)比例極限等于屈服極限。
1
幾何模型與網(wǎng)格
試樣最小截面直徑10mm。網(wǎng)格劃分如下(網(wǎng)格粗糙，演示用)。
2
材料參數(shù)
楊氏模量2E11 Pa，泊松比0.325，屈服極限350Mpa，強(qiáng)度極限516Mpa。塑性階段采用Multilinear Kinematic hardening(多線性隨動(dòng)強(qiáng)化模型)材料本構(gòu)關(guān)系模型，用列表形式輸入應(yīng)力與塑性應(yīng)變。材料參數(shù)設(shè)置截圖如下。
在實(shí)際工程項(xiàng)目中為得到較為準(zhǔn)確的材料屬性，可用電子拉力機(jī)對(duì)小試件做力學(xué)性能試驗(yàn)來(lái)確定的。通過(guò)試驗(yàn)可以得到上述材料應(yīng)力應(yīng)變曲線圖。注意試驗(yàn)得到的是總應(yīng)變，而在上面材料模型中需要的是Plastic Strain，所以還需將試驗(yàn)所得的總應(yīng)變減去對(duì)應(yīng)的彈性應(yīng)變（即屈服點(diǎn)之后的每一個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)的總應(yīng)變減去這個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的彈性應(yīng)變，其中彈性應(yīng)變=應(yīng)力/彈性模量，這里不考慮其他因素影響近似認(rèn)為總應(yīng)變=彈性應(yīng)變+塑性應(yīng)變）
3
邊界條件
一端完全約束，一段加載軸向拉力40000N。
展開(kāi) 基于LS_dyna模擬拉伸測(cè)試實(shí)驗(yàn)
源文件下載，在公眾號(hào)回復(fù) “拉伸實(shí)驗(yàn)”可獲得。
直播 | LS-DYNA 簡(jiǎn)單建模流程—單軸拉伸實(shí)驗(yàn)實(shí)例講解
“
Ansys LS-DYNA是世界著名的通用顯式動(dòng)力仿真軟件，2019年Ansys公司宣布全資收購(gòu)LSTC公司，LS-DYNA軟件成為Ansys產(chǎn)品線之一。Ansys LS-DYNA適合求解各種結(jié)構(gòu)的高速碰撞、沖擊、爆破和金屬成形等高度非線性瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，被公認(rèn)為是顯式有限元程序的鼻祖和理論先導(dǎo)，是目前所有顯式求解程序（包括顯式板成型程序）的基礎(chǔ)代碼。
”
對(duì)于鋼鐵材料的機(jī)械設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)一個(gè)零件時(shí)，材料選擇是很重要的一環(huán)，而材料的力學(xué)性能是選擇材料最重要的指標(biāo)。拉伸試驗(yàn)?zāi)軌驕y(cè)出材料的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷裂延伸率等性能參數(shù)，對(duì)于設(shè)計(jì)有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。在做有限元分析時(shí)，也需要輸入材料的參數(shù)（常用屈服強(qiáng)度）。單軸拉伸試驗(yàn)的模擬能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果對(duì)照，確定所選材料模型參數(shù)的有效性。
展開(kāi) ANSYS鋼材拉伸模擬程序
鋼材拉伸模擬.pdf
改進(jìn)的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴(kuò)展分析 - ANSYS Workbench ￥3
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) 改進(jìn)型緊湊拉伸試樣疲勞裂紋擴(kuò)展分析-ANSYS Workbench ￥3
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) 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) 利用ANSYS/LS-DYNA的SPH-FEM耦合拉伸模擬
基于以上考量，本文運(yùn)用ANSYS/LS-DYNA進(jìn)行了SPH-FEM耦合算法的拉伸試驗(yàn)?zāi)M。
2、模型設(shè)置
分析模型如下圖所示，拉伸件兩端采用殼單元，中間段采用SPH粒子法劃分。粒子與殼單元接觸段采用tie功能進(jìn)行綁定，以實(shí)現(xiàn)FEM與SPH之間的耦合計(jì)算。
由于采用了耦合算法，還需要對(duì)殼單元和SPH粒子進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，具體內(nèi)容如下：
對(duì)于模型的材料設(shè)置，考慮到模型的形狀，斷裂破壞肯定會(huì)發(fā)生在中間粒子區(qū)域，而模型的兩端殼單元區(qū)域?qū)儆诩虞d區(qū)域，不會(huì)發(fā)生破壞，也不是本次模擬的關(guān)心區(qū)域，因此為了進(jìn)一步提高求解效率和節(jié)約求解資源，模型將殼單元區(qū)域賦予剛體材料模型，即不考慮模型兩端的變形情況。粒子區(qū)域的具體材料參數(shù)如下圖所示：
為模擬拉伸工況，本次模擬中將模型的一端殼單元的自由度全部約束，使其成為固定端，在另一端殼單元采用線性位移加載，加載曲線如下圖所示：
除此之外，還需要設(shè)置相關(guān)的輸出，計(jì)算終止時(shí)間等內(nèi)容，在此不進(jìn)行一一贅述。模型攝制完成之后即可導(dǎo)出K文件，利用ANSYS/LS-DYNA求解器進(jìn)行求解。
3、結(jié)果分析
以上為拉伸件的塑性應(yīng)變隨時(shí)間的分布圖，可以看出斷裂發(fā)生在預(yù)期位置，證明了采用SPH-FEM耦合方法進(jìn)行聯(lián)合仿真是可行的。SPH-FEM耦合的方法，吸收了FEM法計(jì)算效率高和SPH法模擬大變形能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以為大變形的材料仿真如切削等提供一種高效、準(zhǔn)確的途徑。
展開(kāi) ANSYS與材料力學(xué)之軸向拉伸和壓縮（三）
對(duì)于該結(jié)構(gòu)，
σ
max=10MPa
τ
max=5MPa
二、ANSYS解法：
下面，我們用ANSYS驗(yàn)證一下材料力學(xué)解法的準(zhǔn)確性。通過(guò)該例子，學(xué)習(xí)在ANSYS中怎么提取任意截面上的應(yīng)力。
1.確定分析類型：根據(jù)例題所示結(jié)構(gòu)，確定分析類型為靜力學(xué)分析；
2.通過(guò)對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，我們需要提取任意截面上的切應(yīng)力和正應(yīng)力，所以我們使用solid單元進(jìn)行計(jì)算。
Step1：
在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
首先，我們?cè)赟CDM中建立一個(gè)橫截面是邊長(zhǎng)10mm的正方形，長(zhǎng)度為100mm的長(zhǎng)方體。建立完成以后，點(diǎn)擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進(jìn)入Workbench。
Step2：創(chuàng)建分析流程。
將Static Structural拖入Project Schematic，并與剛才導(dǎo)入的幾何建立聯(lián)系。雙擊Model進(jìn)入Mechanical。
Step3：
創(chuàng)建局部坐標(biāo)系。
我們想提取提取任意截面上的應(yīng)力，必須先創(chuàng)建好截面，然后把結(jié)果映射在截面上。而截面的創(chuàng)建，是依靠坐標(biāo)系的xy平面，所以在創(chuàng)建截面前，應(yīng)先創(chuàng)建合適的局部坐標(biāo)系。
展開(kāi) 
美的生活電器與ANSYS 建立仿真技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室
2018年12月27日，美的生活電器與ANSYS 宣布共同成立仿真技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室。
仿真技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室成立（左：陳煒杰， 右：宣雄文）
仿真技術(shù)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室依托于ANSYS 強(qiáng)大的仿真軟件，是ANSYS 與世界五百?gòu)?qiáng)企業(yè)美的集團(tuán)下屬的生活電器事業(yè)部共同建設(shè)，將以創(chuàng)新人才培養(yǎng)、仿真平臺(tái)建設(shè)和市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，充分發(fā)揮前后端企業(yè)的聯(lián)合優(yōu)勢(shì)，重點(diǎn)開(kāi)展未來(lái)智能家電領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)研究及相關(guān)創(chuàng)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)與合作，推動(dòng)科技創(chuàng)新與經(jīng)濟(jì)深度融合，加快科技成果轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)雙方共贏。
雙方從產(chǎn)品創(chuàng)新、概念方案、成本、等方面進(jìn)行了深入交流。儀式上，陳煒杰院長(zhǎng)代表美的生活電器對(duì)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室的成立表示了衷心的祝賀。他在講話中提到，生活電器過(guò)去幾年在仿真領(lǐng)域取得了一定成果，但這僅僅是開(kāi)始，他希望可以借助ANSYS 的技術(shù)進(jìn)一步提升美的生活電器的研發(fā)效率，為中國(guó)家電行業(yè)的健康快速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。ANSYS 公司商業(yè)大客戶銷售總監(jiān)宣雄文先生表示此次與美的合作建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室是雙方一直以來(lái)良好合作的延續(xù)，并介紹了ANSYS 的多年來(lái)致力于仿真驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品研發(fā)的路程，及近年來(lái)在電器高科技領(lǐng)域促進(jìn)新產(chǎn)品的創(chuàng)新發(fā)展，特別希望國(guó)外的技術(shù)能夠在中國(guó)落地，為美的生活電器的研發(fā)提供強(qiáng)有力的科技支撐。
展開(kāi) Fepg-Ansys三維靜力單軸拉伸對(duì)比
Z軸方向的位移
Fepg計(jì)算結(jié)果
Ansys計(jì)算結(jié)果
（2）計(jì)算時(shí)間比較
Fepg計(jì)算時(shí)間：138.74s
Ansys計(jì)算時(shí)間：267.48s
2025大賽優(yōu)秀作品 | 基于Ansys的XDFOI晶圓級(jí)封裝工藝的翹曲模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
“Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示
本屆仿真應(yīng)用大賽最終評(píng)選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來(lái)自汽車、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無(wú)限潛能。我們將陸續(xù)為大家分享獲獎(jiǎng)佳作，帶您一同領(lǐng)略仿真賦能創(chuàng)新的非凡力量，希望用戶能從中汲取靈感、啟迪思路。
作品名稱：基于Ansys的XDFOI晶圓級(jí)封裝工藝的翹曲模擬與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
Warpage Simulation and Experimental Validation of The X-Dimension Fan-Out Integration-Bridge Wafer Level Packaging Process
作者： 程健 | JCET專家工程師
關(guān)鍵詞：advanced package, bridge die chip, wafer level packaging, warpage simulation, element birth and death method, viscoelastic material model
作者說(shuō)
Simulating chip packaging mechanics with Ansys has deepened my understanding of Thermo-Mechanical coupling effects.
展開(kāi) Ansys Zemax | 在OpticStudio中通過(guò)幾何光線追跡來(lái)模擬楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
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概述
這篇文章旨在介紹楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)背后的理論知識(shí)，并在OpticStudio中用幾何光線追跡模擬該實(shí)驗(yàn)，最后比較理論和模擬的結(jié)果。
簡(jiǎn)介
楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)是物理學(xué)中最著名的實(shí)驗(yàn)之一。這個(gè)實(shí)驗(yàn)通過(guò)展示光從點(diǎn)光源到干涉圖樣的變化，揭示了光的波動(dòng)特性。楊氏實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以定性地解釋為條紋圖，也可以定量地解釋為相干因子（作為為光源寬度的函數(shù)）。兩種理論都會(huì)在本文中詳細(xì)分析。
本文將討論雙縫實(shí)驗(yàn)背后的理論，并在OpticStudio的非序列模式下對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行精確建模。
楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)
楊氏雙縫干涉衍射實(shí)驗(yàn)是描述空間相干性在干涉條紋形成中所起到的作用的經(jīng)典裝置。總體布局如下圖所示：
在觀察面上形成的條紋圖案取決于照亮縫隙面的光的空間相干性、雙縫之間分隔的距離以及從縫隙面到觀察面上的傳播距離。雖然將嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕y(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)應(yīng)用到這個(gè)問(wèn)題上看似艱巨，但一旦認(rèn)識(shí)到觀察到的干涉圖樣只是來(lái)自不同點(diǎn)光源的基礎(chǔ)條紋的總和 [Ref. 1, Section 5.2.1] ，擴(kuò)展光源形成的條紋圖樣實(shí)際上是相當(dāng)明確的。這里我們考慮光源非相干的情況，即光源上的任意兩點(diǎn)以一種不相干的方式隨機(jī)輻射，比如熱白熾燈就是非相干光源。
在OpticStudio的非序列模式中，使用幾何光線追跡和表面散射及散射光線的 “重點(diǎn)采樣(Importance Sampling) ”，就可以很好地模擬這種裝置。在觀測(cè)面上的基礎(chǔ)條紋圖案是由擴(kuò)展光源上的每個(gè)點(diǎn)形成的，而在OpticStudio中，這種條紋圖案是通過(guò)使用矩形探測(cè)器對(duì)光線進(jìn)行相干探測(cè)來(lái)發(fā)現(xiàn)的。對(duì)基礎(chǔ)條紋圖案的集合（從整個(gè)光源的采樣點(diǎn)得到）按強(qiáng)度進(jìn)行求和，得到合成的條紋圖。
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