ansys 拉伸分析的案例
改進的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench ￥3
改進的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench
本教程包括改進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的緊湊拉伸試樣中孔洞的存在對疲勞裂紋擴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展技術(shù)，準(zhǔn)確預(yù)測恒定幅值載荷條件下的裂紋擴展路徑和相關(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展分析準(zhǔn)確評估應(yīng)力強度因子 (SIF)、裂紋擴展路徑和疲勞壽命評估。
疲勞裂紋擴展結(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展，要么它只能從孔中浮出并在孔消失后進一步擴展。就混合型載荷條件下裂紋擴展的軌跡而言，本研究的結(jié)果與文獻中發(fā)表的幾項裂紋擴展實驗的結(jié)果相一致，這些實驗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、拉伸屈服強度、拉伸極限強度和巴黎定律參數(shù)（C 和 m）組成。
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研究的主要目標(biāo)是展示裂紋擴展路徑的數(shù)值模型，并研究孔洞對改進型緊湊拉伸試樣（MCTS）在恒定振幅載荷條件下疲勞裂紋擴展和疲勞壽命的影響。研究使用了ANSYS Mechanical (Workbench)軟件，利用ANSYS中的智能裂紋擴展技術(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測裂紋擴展路徑和相關(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)力強度因子（SIFs）、裂紋擴展路徑，并通過增量裂紋擴展分析進行疲勞壽命評估。疲勞裂紋擴展結(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展，要么只能在孔洞丟失后從孔洞處漂浮并進一步擴展。在混合模式載荷條件下的裂紋擴展軌跡方面，本研究的結(jié)果與文獻中發(fā)表的幾項裂紋擴展實驗結(jié)果相似，這些實驗觀察到了類似的結(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鋼材拉伸模擬程序
鋼材拉伸模擬.pdf
Ansys案例研究 | 單軸拉伸試驗應(yīng)變測量
概述：
單軸拉伸試驗是了解大多數(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行拉伸試驗并獲取應(yīng)變圖。
目標(biāo)：
觀察在施加漸進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、對模型進行網(wǎng)格劃分并運行仿真。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樣品中應(yīng)變的測量方法。
如有疑問歡迎留言或私信！
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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
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實驗?zāi)M
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實驗?zāi)M
作者：大龍貓 微信公眾號：CAE_ANSYS
拉伸斷裂實驗是測試材料的經(jīng)典實驗，可以測量材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，測量材料的抗拉強度，作為經(jīng)典的實驗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。
利用ANSYS/LS-DYNA的SPH-FEM耦合拉伸模擬
基于以上考量，本文運用ANSYS/LS-DYNA進行了SPH-FEM耦合算法的拉伸試驗?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功能進行綁定，以實現(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的優(yōu)點，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，點擊菜單欄Workbench→ANSYS transfer→2020R1進入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（七）
分析該結(jié)構(gòu)，它在題目所給條件下是平衡的，但仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn)，該結(jié)構(gòu)類似于一個四桿機構(gòu)，是有未約束的自由度的，計算過程中可能會因為剛體位移而報錯，所以我們打開弱彈簧，防止產(chǎn)生剛體位移。點擊Analysis Settings，將Solver Controls中的Weak Springs設(shè)置為On，彈簧剛度設(shè)置為Program Controlled，開啟弱彈簧功能，然后求解。弱彈簧的具體使用方法及作用原理見本公眾號文章《ANSYS實用功能詳解（一）——弱彈簧》。
Step9：求解及后處理。
該例題我們主要計算A點和B點的位移。選擇Results→Deformation→Directional（如下圖一），在Details of Directional Deformation中，將Scope中的Geometry選擇為點A，Orientation設(shè)置為Y Axis，表示我們提取A點在Y方向上的位移，如下圖二所示。同樣的方法，插入點B的Directional Deformation。最后右擊Solution（A6），選擇Eevaluate All Results，提取結(jié)果。計算結(jié)果如下圖三。
筆者在
《
ANSYS實用功能詳解（一）——弱彈簧
》提到，若使用了弱彈簧，在求解完成以后，我們要插入一個Force Reaction的Probe，用來探測弱彈簧的支反力，以表征這個弱彈簧對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響。提取了弱彈簧的支反力結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，弱彈簧產(chǎn)生的總體支反力僅為0.27N，可以忽略不計，所以，該結(jié)構(gòu)使用弱彈簧是沒有問題的。
展開 ANSYS與材料力學(xué)系列教程之軸向拉伸和壓縮（四）
結(jié)論：
①材料力學(xué)方法計算結(jié)果為1.2934mm，ANSYS計算結(jié)果為1.2945mm，結(jié)果基本一致。但材料力學(xué)計算方法使用小變形假設(shè)，在作圖求位移時，也進行了一定的簡化計算，所以ANSYS的計算結(jié)果應(yīng)較為準(zhǔn)確。
②材料力學(xué)中小變形假設(shè)，計算誤差在可接受范圍以內(nèi)，但計算效率卻得到了很大的提高。
③該題還可使用彈性體的功能原理進行方便快捷的計算，ANSYS也可計算結(jié)構(gòu)中的應(yīng)變能，該方法將在下一篇文章中為大家講解。
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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。
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ABAQUS單軸拉伸仿真分析與試驗對比
單軸拉伸試驗與仿真
概述
單軸拉伸試驗是基本的材料力學(xué)性能測試試驗，本文采用ABAQUS軟件模擬其試驗過程。
模型設(shè)置
模型難點在材料設(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)在場變量輸出中勾選剛度退化、損傷起始準(zhǔn)則及單元刪除。
3. 結(jié)果對比
頸縮
斷裂
lammps案例分析（1）：石墨烯單軸拉伸之velocity方式
lammps模擬石墨烯拉伸過程有兩個命令可選：deform和velocity，兩個命令的原理不同。
deform是按照一定的速率拉伸box，在這個過程中，石墨烯的原子隨著box的伸長而變化坐標(biāo)，從而實現(xiàn)整體的拉伸。
velocity方式通常固定石墨烯的一端，給另一端一個固定的速度v，由這一端的原子帶動其余原子運動。
本文采用velocity方式進行石墨烯的拉伸，下一篇文章將采用deform方式對石墨烯進行拉伸。
下面對石墨烯拉伸in文件進行詳細(xì)分析。
【專項分析】帶壓邊圈的拉伸模結(jié)構(gòu)參考......
（文章轉(zhuǎn)載于網(wǎng)絡(luò)，僅供學(xué)習(xí)分享，如侵權(quán)，請聯(lián)系刪除） 現(xiàn)在很多學(xué)習(xí)模具設(shè)計的小伙伴越來越多，很多人問我有沒有資料，第一本書看什么比較好，根據(jù)你們的需求，我將一些模具設(shè)計的資料進行了分類管理，希望你們能在模具行業(yè)前途無量。私信回復(fù)我“資料"即可領(lǐng)取!
盒形五金沖壓拉伸件的拉深特點分析
盒形件是沖壓拉深件的一種，今天談下盒形拉伸件的工藝特點：
首先對盒形五金件進行工藝性分析，盒形件可以認(rèn)為是由四個轉(zhuǎn)角部分和四條直邊組成，其拉深變形可以看作是轉(zhuǎn)角部分相當(dāng)于圓筒形零件的拉深，而直邊部分相當(dāng)于彎曲變形。但由于沖壓件材料是一塊整體，在拉深變形中，圓角部分和直邊部分必然相互牽連，因此變形是比較復(fù)雜的。
盒形件拉深有以下特點：
1. 徑向拉應(yīng)力沿盒形件周邊分布是不均勻的，在圓角部分最大，直邊中間部分最小；其次就角部來說，由于應(yīng)力分布不均勻，其平均拉應(yīng)力與相應(yīng)的圓形件相比要小得多，這就減少了危險斷面破裂的可能性，因此可用較小的拉深系數(shù)。
2. 切向應(yīng)力在轉(zhuǎn)角區(qū)域最大，向直邊逐漸減小，因此材料拉深時的穩(wěn)定性較好，不易起皺。
3. 直邊和圓角互相影響的大小，隨著盒件尺寸的不同而異。如果相對圓角半徑和相對高度不同，其毛坯形狀和中間工序毛坯形狀則不同。
不同形狀的拉伸件，他們的沖壓加工序都有所不同，拉深特性也有所不同，五金加工廠的技術(shù)人員在進行工沖壓件工藝設(shè)計時發(fā)須充分考慮到這些特性，才能在生產(chǎn)出高質(zhì)量的五金沖壓制品。
本內(nèi)容由滄州惠豐汽車配件有限公司提供
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