ansys黏彈性模擬
關注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-07
ansys黏彈性模擬的實例教程
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(tài)。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(fā)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 本人最近在做瀝青混凝土的有限元模擬分析，模擬瀝青混凝土在靜位移荷載下的變形以及應力應變分析。此時網上教程大多數(shù)都是建議瀝青混凝土采用粘彈性本構，并且用ANSYS自帶的粘彈性材料輸入功能如直接用自帶的廣義Maxwell模型、用prony級數(shù)模擬廣義Maxwell模型或Burgers 模型。但是結果并不理想，模型并沒有收斂，而且和只輸入彈性模量E以及泊松比u的彈性模型結果一樣，都是在相差不大的加載位移量下發(fā)散。那么對瀝青混凝土來說輸入粘彈性本構是一定的嗎，或者說什么時候瀝青混凝土輸入粘彈性本構才是合理的？材料模擬這一塊，采用合理的本構模型我覺得是非常重要的，而且需要根據實際情況來選擇。希望大家可以多多提出自己的想法。
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形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1.
剛柔耦合與多學科集成能力
· 獨創(chuàng)混合建模架構，可同時模擬剛體（齒輪、連桿）的剛性運動與柔體（殼體、軸類）的彈性變形，捕捉微米級變形與大幅度運動的耦合效應，適配精密機械、航空航天等高精度場景。
然而，早期的 FFT 框架大多局限于剛塑性或線性彈性。2012 年，Ricardo A. Lebensohn 等人在 International Journal of Plasticity 上發(fā)表了具有里程碑意義的工作。該研究提出了一套嚴謹?shù)?em>彈性-黏塑性（EVP-FFT）公式，能夠同時處理晶體的彈性各向異性與非線性滑移演化，為預測多晶材料在復雜載荷下的局部力學響應奠定了理論基礎。
尤其是在溫成形條件下，材料的流動應力、硬化能力、延性、應變率敏感性以及彈性回復都會發(fā)生明顯變化。傳統(tǒng)室溫本構模型通常需要依賴大量不同溫度、不同加載路徑下的實驗數(shù)據進行擬合，很難真正解釋“溫度如何影響晶體滑移和多晶塑性響應”。
Cyr 等人針對這一問題提出了一個三維熱-彈-黏塑性晶體塑性模型，即 TEV 模型，用于描述 FCC 多晶材料，特別是 AA5754 鋁合金在升溫條件下的力學行為。
本文介紹了對囊狀氣墊鞋的仿真模擬。鞋內空氣遵循理想氣體定律。這些靜水壓流體單元通過 ANSYS Mechanical 中的命令流進行定義。
目標
理解靜水壓流體單元建模的工作流程
熟悉理想氣體定律以及相應的流體體積與壓力之間的關系
步驟
1. 打開 ANSYS Workbench，創(chuàng)建“靜力結構”分析。檢查單位。為鞋體創(chuàng)建彈性材料。
2.
本模型采用軸對稱方法對O型圈的密封過程進行模擬。
目標
探究超彈性材料的特性
加深對大型非線性變形的理解
了解軸對稱建模的工作原理
步驟
1、在Ansys Workbench中創(chuàng)建一個靜力結構分析系統(tǒng)。
2、定義超彈性材料。
3、導入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進行，然后通過旋轉得到三維結果。O型圈與設備的橫截面如圖1所示。
驗證方法
算法/技術
計算內容
解析解對比
經典彈性力學解析解（Euler-Bernoulli梁、Kirchhoff板）
將數(shù)值解與理論解逐項對比，驗證程序正確性
代碼間交叉驗證
同模型多軟件并行求解
所以就查詢了deepseek和豆包，然后就知道了ansys官方已經針對該問題設計了一個ACT插件專門用于模擬膠粘凝固過程的仿真： ACCS Ansys Composite Cure Simulation （收費插件，人窮志短買不起，哎！）
70 GPa
泊松比
0.33
密度
2700 kg/m3
03 ANSYS Workbench 分析流程（詳細步驟）
步驟 1：創(chuàng)建靜力學分析項目
啟動 ANSYS Workbench
拖拽 Static
形狀記憶合金（SMA）能夠在發(fā)生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫(yī)學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1.
