ansys 如何拉伸的案例
如何選擇拉伸速率，保證塑料拉伸測試的準(zhǔn)確度
對于各種不同的破壞力，則有不同的強(qiáng)度指標(biāo)，常用的有拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度和硬度，這里著重介紹拉伸測試速率對高分子聚合物測試性能的影響。
1. 高分子材料拉伸過程
拉伸性能是高分子聚合物材料的一種基本力學(xué)性能指標(biāo)。典型單軸拉伸時的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖1所示。
圖1中的Y點(diǎn)稱之為屈服點(diǎn)，對應(yīng)的強(qiáng)度為拉伸屈服強(qiáng)度，試片在出現(xiàn)屈服之前發(fā)生的斷裂稱為脆性斷裂，這種情況下，試片斷裂前只發(fā)生很小的變形（圖中的OA段），試樣并沒有明顯的變化，斷裂面一般與拉伸方向相垂直，斷裂面也很光滑。
試片在出現(xiàn)屈服之后的斷裂稱之為韌性斷裂，試片在屈服后出現(xiàn)了較大的應(yīng)變，如果在試樣斷裂前停止拉伸，除去外力，試片的大形變已無法完全回復(fù)，但是如果讓試片的溫度升到玻璃化溫度Tg附近，則可發(fā)現(xiàn)，形變又回復(fù)了。這是一種高彈形變，從微觀上看，屈服點(diǎn)以后材料的大形變主要是分子鏈段運(yùn)動，即在大外力的幫助下，本來被凍結(jié)的鏈段開始運(yùn)動，高分子鏈的伸展提供了材料的大形變。這時由于材料處在玻璃態(tài)，即使外力除去后，也不能自發(fā)回復(fù)，而當(dāng)溫度升高到Tg以上時，鏈段運(yùn)動解凍，分子鏈蜷曲起來，因而形變回復(fù)，在宏觀上表現(xiàn)為彈性回縮。
高彈變形的過程是外力作用促使材料主鏈發(fā)生內(nèi)旋轉(zhuǎn)的過程，此過程需要的外力要小的多，而變形量卻大的多，所以在曲線上表現(xiàn)為屈服后應(yīng)力下降也就是圖上的YB段，高分子鏈段在伸展過程中所需力的大小變化不明顯，故在曲線中部出現(xiàn)比較平穩(wěn)的線段。
如果在分子鏈伸展后繼續(xù)拉伸，則曲于分子鏈取向排列，使材料強(qiáng)度進(jìn)一步提高，因而需要更大的力，所以應(yīng)力又出現(xiàn)逐漸的上升，直到發(fā)生斷裂（見圖中的BX段）。
展開 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疲勞裂紋擴(kuò)展和疲勞壽命的影響。
ANSYS Mechanical（工作臺）利用 ANSYS 中的一項新功能即智能裂紋擴(kuò)展技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測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。該方法涉及通過增量裂紋擴(kuò)展分析準(zhǔn)確評估應(yīng)力強(qiáng)度因子 (SIF)、裂紋擴(kuò)展路徑和疲勞壽命評估。
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”。
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 CAD2014如何拉伸三維實(shí)體
下面給大家介紹的是如何在CAD2014中拉伸三維實(shí)體。
第1步、打開CAD2014軟件，并進(jìn)入設(shè)置界面，選擇“三維基礎(chǔ)”作為當(dāng)前工作環(huán)境。
第2步、在繪圖工具欄中，找到多邊形工具并點(diǎn)擊其下方的三角形圖標(biāo)以展開更多選項，接著選擇并點(diǎn)擊“矩形”工具。
第3步、使用矩形工具在繪圖區(qū)域中繪制一個矩形對象。完成繪制后，點(diǎn)擊工具欄中的“拉伸”命令，準(zhǔn)備對矩形進(jìn)行三維拉伸操作。
第4步、在命令行提示下，選擇要拉伸的矩形對象。確保選中的是剛剛繪制的矩形。
第5步、輸入拉伸的高度值，例如200，表示希望將矩形拉伸成高度為200的三維實(shí)體。輸入完成后按回車鍵確認(rèn)。
第6步、拉伸操作完成后，為了更好地觀察三維實(shí)體的效果，可以點(diǎn)擊視圖控制選項中的“俯視-西南等軸測”視角進(jìn)行切換。
第7步、切換視角后，就可以看到拉伸后的三維實(shí)體效果了。此時，可以對三維實(shí)體進(jìn)行進(jìn)一步的編輯和觀察。
通過以上步驟，就可以在CAD2014中成功拉伸一個三維實(shí)體了。
展開 ANSYS鋼材拉伸模擬程序
鋼材拉伸模擬.pdf
Creo/Proe如何拉伸封閉曲面？
本文介紹了Creo拉伸封閉曲面的兩種方法。
下載并安裝Creo軟件，雙擊打開Creo軟件。
在Creo軟件的創(chuàng)建窗口中新建一個零件；點(diǎn)擊模型區(qū)的“拉伸”功能，進(jìn)行曲面拉伸；
在需要拉伸的形狀繪制好后，按圖所示在選項工具欄中，選擇封閉曲面；
點(diǎn)擊確定即可得到一個封閉的拉伸曲面；
另一種方法就是使用填充功能，我們先不勾選“封閉曲面”得到如圖所示的不封閉曲面；
按圖所示使用填充功能，將上下兩個面填充完成；
同樣我們可以得到封閉的曲面
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)來準(zhǔn)確預(yù)測裂紋擴(kuò)展路徑和相關(guān)的疲勞壽命。巴黎定律模型被用來評估不同配置的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)確評估應(yīng)力強(qiáng)度因子（SIFs）、裂紋擴(kuò)展路徑，并通過增量裂紋擴(kuò)展分析進(jìn)行疲勞壽命評估。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 Ansys案例研究 | 單軸拉伸試驗(yàn)應(yīng)變測量
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)對于組件設(shè)計至關(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Ansys Workbench，創(chuàng)建一個“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、按照圖2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、按照圖2所示施加位移。
7、對模型進(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)：
本案例說明了單軸拉伸試驗(yàn)樣品中應(yīng)變的測量方法。
如有疑問歡迎留言或私信！
展開 沖壓拉伸過程中刺破刀如何運(yùn)用
隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車的造型也不斷的更新?lián)Q代，汽車造型越來越新穎，這就對汽車沖壓模具提出了更高的要求，對于造型復(fù)雜成型深度比較深的零件很容易開裂，為了解決開裂刺破刀運(yùn)用的越來越多，下面通過分享一個現(xiàn)場案列。
現(xiàn)場問題描述：如圖所示零件產(chǎn)品區(qū)域由于R角比較小（產(chǎn)品造型決定的），容易出現(xiàn)開裂，造成停機(jī)，報廢率高。通過調(diào)節(jié)降低壓邊圈的壓力和將開裂位置對應(yīng)的拉延筋減低1/2也無法解決開裂的問題（同時由于降低壓力和降低拉延筋造成零件局部區(qū)域起皺）。
現(xiàn)場分析及效果：通過觀察分析零件的開裂位置產(chǎn)品R角小，成型時阻力較大同時由于在成型過程中壓邊圈外部材料無法及時補(bǔ)給到零件開裂的位置造成開裂（是由于壓邊圈外部材料距離開裂位置較遠(yuǎn)），通過觀察開裂點(diǎn)位置下模工藝補(bǔ)充面較大，可以在工藝補(bǔ)充的區(qū)域增加一個刺破刀將工藝補(bǔ)充的材料進(jìn)行有效的補(bǔ)充給開裂位置，現(xiàn)場調(diào)試（分多次拉延到底，找到開裂點(diǎn)距離到底還有多少毫米來確定刺破刀的高度）初步確定距離到底還有8MM時開裂位置出現(xiàn)了開裂點(diǎn)。所以可以初步確定刺破刀高度為10mm（方便現(xiàn)場調(diào)試）。加工完成后上機(jī)試模，開裂得到解決，并通過了批量驗(yàn)證，效果良好（如圖所示刺破刀位置）。
結(jié)合以往案例總結(jié)：
1：刺破刀是通過在工藝補(bǔ)充的區(qū)域加設(shè)的修邊刀塊
展開 如何生產(chǎn)高質(zhì)量的拉伸沖壓件
今天簡單說一下拉伸沖壓件；
拉伸沖壓件就是把材料拉伸成形的一個沖壓過程，拉伸作為沖壓的主要工藝之一，得到了各行業(yè)廣泛的運(yùn)用，拉伸工藝可以用于制造圓柱形、長方形、梯形、球形、圓錐形等不規(guī)則的薄壁沖壓件，如果與其他沖壓工藝結(jié)合，還可以制作出更多形狀復(fù)雜的零件；
拉伸沖壓件的使用壽命跟合理的使用模具設(shè)備，制作高質(zhì)量的沖壓件，良好的熱處理效果和正確的選擇沖床設(shè)備等都有關(guān)系。加工拉伸沖壓件應(yīng)該注意以下幾個方面；
加工拉伸沖壓件的模具安裝使用前應(yīng)該嚴(yán)格檢查好，清除內(nèi)部贓物，檢查導(dǎo)向套和模具是否潤滑良好。
加工拉伸沖壓件的模具中，凸模和凹模刃口磨損時應(yīng)停止使用，及時刃磨，否則會迅速擴(kuò)大模具刃口的磨損程度。加大模具磨損，降低沖壓件的質(zhì)量和損害模具的壽命；
保證沖壓拉伸件的使用壽命，還應(yīng)該定期對模具的彈簧進(jìn)行更換，防止彈簧時間過久損壞所導(dǎo)致拉伸沖壓件的質(zhì)量；
為了保證拉伸沖壓件的質(zhì)量，降低成本，延長沖模壽命，必須正確的使用和合理的維護(hù)模具，嚴(yán)格執(zhí)行對沖壓模具“三檢查”制度，即使用前、使用中、使用后檢查；并做好日常維護(hù)和檢修工作；
文章推薦：沖壓件加工行業(yè)的一些基礎(chǔ)知識
展開 基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)?zāi)M
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)?zāi)M
作者：大龍貓 微信公眾號：CAE_ANSYS
拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)是測試材料的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，可以測量材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，測量材料的抗拉強(qiáng)度，作為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)如何獲取其模擬過程呢？仿真分析軟件AYSYS在默認(rèn)的情況下，無論受力多大都不會被拉斷，其主要原因是算法的問題。
Fepg-Ansys三維靜力單軸拉伸對比
Z軸方向的位移
Fepg計算結(jié)果
Ansys計算結(jié)果
（2）計算時間比較
Fepg計算時間：138.74s
Ansys計算時間：267.48s
不銹鋼沖壓件拉伸開裂現(xiàn)象，如何解決？
不銹鋼沖壓件拉伸有時會出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，常見的有四種，分別是拉伸變形之后發(fā)生、從凹模內(nèi)退出時立即發(fā)生、拉伸變形后受撞擊或振動時發(fā)生、拉伸變形后存在一段時間或使用中發(fā)生。不銹鋼沖壓件側(cè)壁橫向或點(diǎn)狀開裂缺陷的產(chǎn)生可能是材料的夾雜物、鐵素體等材料晶間缺陷造成，也可能是不銹鋼沖壓件加工過程中的拉深工藝及拉深油等因素造成。
304不銹鋼拉深件側(cè)壁的橫向或點(diǎn)狀開裂現(xiàn)象主要是由材料基體中存在的夾雜物或鐵素體導(dǎo)致，因此在不銹鋼的生產(chǎn)制造過程中應(yīng)控制好以下兩點(diǎn)：
（1）提高材料的純凈度，降低不銹鋼材料基體中夾雜物的含量。
（2）改善成分設(shè)計及熱、冷軋退火工藝，降低不銹鋼材料基體中鐵素體的含量。
但由于不銹鋼材料在生產(chǎn)過程中不可避免地會存在此兩種制造缺陷，因此在保溫杯、壓力鍋內(nèi)膽等沖壓制品加工過程中也可采取適當(dāng)?shù)墓に嚧胧﹣頊p輕或避免由夾雜物或鐵素體缺陷導(dǎo)致的開裂現(xiàn)象：
（1）將成形方式由減薄拉深改為等厚拉深。
（2）增加拉深道次，增大凹模圓角半徑，降低材料的變形難度。
（3）適當(dāng)增大拉深油的黏稠度，促進(jìn)材料均勻變形，避免應(yīng)力過于集中。
展開 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之間的耦合計算。
由于采用了耦合算法，還需要對殼單元和SPH粒子進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，具體內(nèi)容如下：
對于模型的材料設(shè)置，考慮到模型的形狀，斷裂破壞肯定會發(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，計算終止時間等內(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 ANSYS與材料力學(xué)之軸向拉伸和壓縮（三）
對于該結(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.通過對該結(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)行計算。
Step1：
在SCDM中創(chuàng)建平面模型。
首先，我們在SCDM中建立一個橫截面是邊長10mm的正方形，長度為100mm的長方體。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 ANSYS與材料力學(xué)系列教程之軸向拉伸和壓縮（五）
根據(jù)推導(dǎo)出的應(yīng)變能計算公式，該結(jié)構(gòu)中總的應(yīng)變能為：
Vε=2*(FN^2*L)/2EA=
64.67J
根據(jù)彈性體的功能原理，載荷P做的功數(shù)值上等于結(jié)構(gòu)總的應(yīng)變能，即：
W=1/2*P*△A=Vε
△A=0.0012934m=1.2934mm
ANSYS解法：
該題的ANSYS解法，只需在上篇文章的ANSYS結(jié)果基礎(chǔ)上，提取一個應(yīng)變能結(jié)果。
Step1：求解設(shè)置。
提取應(yīng)變能結(jié)果，需要打開Beam Section Results，方法是：點(diǎn)擊Solution，在Details of Solution的Post Processing中，將Beam Section Results設(shè)置為Yes。
Step2：提取應(yīng)變能結(jié)果。
選擇Results→Energy→Strain Energy，然后右擊Solution（A6），選擇Eevaluate All Results，提取結(jié)果。計算結(jié)果如下圖二。
結(jié)論：
①材料力學(xué)方法計算的總應(yīng)變能為64.74J，ANSYS計算的總應(yīng)變能結(jié)果為64.723J，兩者基本一致。
②使用彈性體的功能原理求解該題，更加方便快捷，這種方法也稱為能量法。
歡迎大家評論轉(zhuǎn)發(fā)支持！掃描二維碼關(guān)注公眾號，一起聊聊力學(xué)和有限元那點(diǎn)兒事。
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