ansys彈性形變的案例
Science：超級單晶納米金剛石，強度89-98GPa，彈性形變9%！
一般情況下，材料的最大強度受控制于原子之間鍵的斷裂行為，實際情況下往往僅能達到理論上10%的彈性模量或剪切模量。由于材料中缺陷的存在，使得原子鍵在達到最大強度之前，就發生非彈性馳豫或脆性斷裂。
固體材料的最大彈性拉伸應變一般只有0.2-0.4%。1958年，Brenner在微米尺度晶須中實現了4%的拉伸應變。由于納米材料中幾乎不含缺陷，對于提高材料強度意義重大。因此，近年來，不斷追求更強材料的科研工作者將目標轉向納米材料。同時，基于DFT計算的原子模擬和分子動力學模擬能夠精確預測完美晶體的斷裂強度，并測算缺陷和光滑表面的影響。
由于C-C鍵是自然界中最強的鍵，因此，大量基于碳的一維納米材料和二維納米材料成為了研究的焦點，譬如多壁碳納米管、石墨烯等。
圖1. 各種高強度材料的強度對比
有鑒于此，香港城市大學Yang Lu、Wenjun Zhang與美國麻省理工學院的Ming Dao、新加坡南洋理工大學的Subra Suresh團隊合作，報道了一種具有超大彈性變形能力的單晶納米金剛石，強度達到接近其理論極限的89-98 GPa，彈性形變達到9%！
圖2. 納米針尖狀金剛石的制備
研究人員首先通過CVD制備<111>取向的金剛石薄膜，然后通過反應性離子刻蝕策略，制備得到特征尺寸約300 nm的單晶納米針尖金剛石。計算預測其理論拉伸應變為13%，理論拉伸強度可達到130 GPa。實際測試表明，這種單晶納米金剛石最大拉伸應變（9%）接近其理論彈性極限，相對應的，其最大拉伸應力可達到89-98 GPa，而體相金剛石拉伸強度不足10 GPa。
眾所周知，金剛石具有極高的強度，但是不具有彈性變形能力，如果你想要讓金剛石變形，唯一的辦法就是打碎它。
展開 交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構模型和粘彈性性能仿真和試驗
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構模型和粘彈性性能仿真和試驗
最近在搞橡膠這個方向，單軸拉伸試驗和動態DMA，研究橡膠次本構模型
有研究橡膠超彈性。粘彈性性能的朋友可以聯系，互相交流學習、答疑。
Q254958758
如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型下載
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
ANSYS知識普及系列15——粘彈性人工邊界在ANSYS中的實現
本人準備出一個ANSYS知識普及系列，將有用的網上資料歸攏，由于知識水平有限，不對之處請諒解。也歡迎各位網友提供好的資料分享，讓我們共同完成這個ANSYS知識普及系列。
編輯人：技術鄰ANSYS專家
業務咨詢網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
（打個小廣告）
聲 明:1、ANSYS知識普及系列中所有資料均來自網上；
2、如侵犯知識產權，請聯系ANSYS專家本人或者技術鄰，我將第一時間刪除。
小技巧：加本人關注，可以及時觀看本人發布的技術貼
從半空間無限域取一4X2的矩形平面結構，頂部中間一定范圍內受隨時間變化的均布荷載，荷載如下
p(t)=t
當0< DIV>
p(t)=2-t
當1<=t<=2時
p(t)=0
當t>2時
材料彈性模量E=2.5，泊松比0.25，密度1
網格尺寸0.1X0.1，在網格邊界上所有結點加法向和切向combin14號單元用以模擬粘彈性人工邊界（有關理論可參考劉晶波老師的相關文章）。combine14單元的兩個結點，其中一個與實體單元相連，另一個結點固定。網格圖如圖1所示
時程分析的時間步長為0.02秒，共計算16秒。計算得到四個控制點位移時程圖如圖2所示，控制點坐標A(0,2)、B(0,1)、C(0,0)、D(2,2).
計算所用命令流如下：
/PREP7
L=4
!水平長度
H=2
!豎起深度
E=2.5
!彈性模量
density=1
!密度
nu=0.25
!泊松比
dxyz=0.1
!
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如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型下載
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析
11月11日，Ansys官方『Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析』研討會為您展開介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM，感興趣的下滑預約學習??
時間：11月11日（星期二），16：00-17：00
內容簡介：
本次網絡研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構的選取、基于測試數據的材料參數擬合、非線性計算設置與收斂性調試等關鍵技術。 此外，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM。
講師：
韓鎮澤 | Ansys高級應用工程師
具備多年結構有限元仿真在不同領域的應用經驗。專注于PCB封裝結構可靠性方案，以及消費電子、半導體等行業應用。主要負責產品：Mechanical，Sherlock，PolymerFEM。
形式：線上
費用：免費
掃碼立即報名
(web: https://s.jishulink.com/ObT0WL)
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技術鄰簡介：
技術鄰，是一家深耕工科制造業領域逾二十年的專業技術平臺。
我們的服務覆蓋力學、機械、材料、航空、交通運輸、電子電氣、通信、化工、能源、船舶、冶金、建筑土木、水利測繪等眾多專業方向。以CAE仿真為特色和入口，在結構、流體、電磁、熱動力學、工藝、聲、光及加工工藝等領域，擁有深厚的專家資源和項目經驗。累計幫助1200+企業解決制造業研發困擾，100萬+工程師提升專業能力。
展開 ANSYS中彈性地基的實現方法(一)
約束示意圖如下：
為驗證模型的正確性，同時采用了常用大型設計軟件MIDAS GTS對該模型進行了驗證，GTS里面彈性地基通過設置曲面彈簧來考慮，GTS的有限元模型如下：
兩者計算結果對比如下：
彎矩圖：
ANSYS（單位為N.m）
GTS（單位KN.m）
剪力
ANSYS(單位N)
GTS(單位KN)
軸力
ANSYS（單位：N）
GTS（單位：KN）
具體數值對比：
彎矩極值（單位KN.m）：ANSYS分別為87.95、71.31，GTS分別為87.26、71.78，以GTS計算結果為準，兩者誤差分別為0.79%、-0.65%；
剪力極值(單位KN)：ANSYS分別為186.70、185.07，GTS分別為180.23、181.59，以GTS計算結果為準，兩者誤差分別為3.59%、1.92%；
軸力極值(單位KN)：ANSYS分別為309.35、72.12，GTS分別為309.77、72.94，以GTS計算結果為準，兩者誤差分別為-0.14%、-1.12%；
從兩者誤差可見，兩者結果相差較小，在工程誤差可接受范圍內，說明采用beam44單元考慮彈性地基剛度方法可行。從而這也為后續進行參數化建模以及相應結構的二次開發奠定了基礎。
關于梁單元的彈性地基方法到這兒告一段落，后續還有會實體單元如何考慮彈性地基剛度，如何采用手工彈簧來模擬彈性地基，歡迎繼續關注！
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展開 橡膠材料粘彈性擬合詳解！－ABAQUS與ANSYS
橡膠材料具有超彈性及粘性，超彈性分析，大家都分析比較多了，粘彈性大家應該做的不是很多。
下面給出粘彈性擬合的過程，希望對大家有點幫助。
并用ANSY合ABAQUS進行了擬合對比！
實驗數據來自美國實驗室。
下載地址：
粘彈性擬合過程.pdf
ANSYS中的粘彈性材料模擬
此時網上教程大多數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。
展開 ANSYS中彈性地基的實現方法（三）
前面講述了兩期關于ANSYS中彈性地基的實現方法，其方式主要是采用特殊單元定義實常數的方法來解決。這些所謂的特殊單元其實也就是在我們定義該實常數時，軟件會自動創建彈簧，只是該彈簧不能由用戶訪問。除此之外，細心的同學還會發現，該類單元不能實現單向彈簧的作用，這是與實際嚴重不符合的。因而在進行模擬結構可能受拉導致地基彈簧失效的情況時，該類單元是不可用的。
除了可以采用這些特殊單元外，我們也可以自己手動添加彈簧來模擬彈性地基。自己手動添加彈簧的好處便是可以設置單向受拉或者單向受壓彈簧，此處仍以前面文章中的大板為例，來簡要說明手動添加彈簧的方法。關于ANSYS中實現單向彈簧的討論，下節再仔細討論。
首先回顧下前面文章的例子，設有一尺寸為8mX4mX0.6m的大板，在其頂面3mX2m的居中范圍內作用均布荷載，荷載大小為150KN/m^2，彈性地基剛度取20MN/m^3，板的彈性模量取30GPa,泊松比系數取0.2，試分析其在均布荷載作用下的結構響應。
手動設置彈簧的一個核心點便是如何確定不同位置處彈簧的彈性剛度，彈簧的彈性剛度(KN/m)=彈性地基剛度（KN/m^3）*彈簧節點投影面積(m^2)。顯然當單元劃分大小不一致的時候，我們不可能手動去添加彈簧剛度，這樣工作量很大。解決方法便是利用APDL編程循環獲取彈簧節點對應的面積，乘以地基剛度并賦予相關節點即可。
因而，如何獲取節點對應的單元面積是建模的重要地方。一個思路便是采用*get命令獲取單元表面積，這對于殼單元是可以的。而對于實體單元，則可以通過表面效應單元來間接獲取。
命令流如下：（篇幅所限，只列出核心命令流）
finish
/clear
/prep7
A=8$B=4$H=0.6
A1=3$B1=2
Q=150e3
ESF=2.0e7 !
展開 ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構模型參數問題？
ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構模型問題，其實也就是prong級數的問題，如何定義以及擬合橡膠的prong級數參數，有研究的朋友可以Q245958758，一起討論交流。
Ansys 案例研究 | 粘彈性阻尼器的諧響應減振分析
通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench，創建一個 “諧響應” 分析項目。設置單位系統為 (Kg, mm, s)。
2、定義材料屬性。除默認的結構鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。粘彈性材料的復模量將在 Mechanical 中通過命令片段進行定義。
3、導入幾何體（見圖 1）。
圖 1 阻尼器幾何模型示意圖
4、模型設置：在頂面添加一個 30kg 的點質量。創建一個遠程點，剛性約束頂面的運動。使用 “多區域” 網格劃分方法對各部件劃分網格。
5、分析設置與邊界條件：固定阻尼器底面，對遠程點施加 20000N 的水平力。假設工作載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 之間，將響應頻率設置為 500Hz 至 1500Hz，并添加 0.02 的阻尼系數。
6、運行仿真并查看結果：請求頂面的 X 向位移頻響曲線。從圖 2 可見，當載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 區間時，變形范圍為 4×10?3mm 至 8×10?3mm。
圖 2 頂面的 X 向位移頻響曲線
7、采用粘彈性阻尼器重復上述分析。復制諧響應分析系統。在新的分析中，為阻尼器部件添加一個命令片段，粘貼定義Prony 級數復剪切模量的命令（見圖 3）。運行仿真并繪制 X 向位移頻響曲線（見圖 4）。可以觀察到，在工作載荷頻率下，位移幅值已降至 4×10?3mm 以下。
展開 【小干貨】ANSYS中彈性地基的實現方法(一)
約束示意圖如下：
為驗證模型的正確性，同時采用了常用大型設計軟件MIDAS GTS對該模型進行了驗證，GTS里面彈性地基通過設置曲面彈簧來考慮，GTS的有限元模型如下：
兩者計算結果對比如下：
彎矩圖：
ANSYS（單位為N.m）
GTS（單位KN.m）
剪力
ANSYS(單位N)
GTS(單位KN)
軸力
ANSYS（單位：N）
GTS（單位：KN）
具體數值對比：
彎矩極值（單位KN.m）：ANSYS分別為87.95、71.31，GTS分別為87.26、71.78，以GTS計算結果為準，兩者誤差分別為0.79%、-0.65%；
剪力極值(單位KN)：ANSYS分別為186.70、185.07，GTS分別為180.23、181.59，以GTS計算結果為準，兩者誤差分別為3.59%、1.92%；
軸力極值(單位KN)：ANSYS分別為309.35、72.12，GTS分別為309.77、72.94，以GTS計算結果為準，兩者誤差分別為-0.14%、-1.12%；
從兩者誤差可見，兩者結果相差較小，在工程誤差可接受范圍內，說明采用beam44單元考慮彈性地基剛度方法可行。從而這也為后續進行參數化建模以及相應結構的二次開發奠定了基礎。
關于梁單元的彈性地基方法到這兒告一段落，后續還有會實體單元如何考慮彈性地基剛度，如何采用手工彈簧來模擬彈性地基，歡迎繼續關注！
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展開 Ansys加入PowerizeD研究計劃，助力實現可持續性和能源彈性應用
Ansys為歐洲地區專注于電力電子數字化及脫碳計劃提供強大的數字孿生技術
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主要亮點
Ansys與領先企業共同參與為期三年、耗資7200萬歐元的項目，通過智能、高效的電力電子產品提升歐洲能源鏈的可持續性與彈性
Ansys將展示作為多物理場工作流程一部分的數字孿生技術如何提高效率、降低研發成本以及為脫碳事業做出貢獻
Ansys宣布加入歐洲研究計劃PowerizeD，幫助提高電力電子產品的智能化，使其更高效。作為該計劃的一部分，Ansys將通過新工作流程展示數字孿生的強大功能，其可提高效率，降低研發成本并為脫碳事業貢獻力量。
該項目由Ansys長期客戶英飛凌科技公司（Infineon）發起并組織，預計將通過提高歐洲能源鏈的可持續性和彈性，為歐洲脫碳及氣候保護做出貢獻。
電力電子產品的可靠性問題通常可追溯至熱應力，而這可以通過全新緊湊型數字孿生工作流程預測并緩解。這些工作流程以Ansys? Twin Builder?和Ansys? optiSLang?為基礎，主要依靠使用Ansys? Fluent?、Ansys? Mechanical?、Ansys? Sherlock?和Ansys? Electronics Desktop?構建的元模型。與PowerizeD進行合作，Ansys將展示如何在延長電力電子設備使用壽命周期的同時，通過消除不必要的原型設計和測試來節省研發時間和成本。
展開 基于VB的ANSYS二次開發之超彈性材料模型算法
ANSYS現有版本雖包括了金屬、橡膠、Drucker-Prager、混凝土等眾多材料模型，但仍無法滿足工程計算需要，為了彌補這一不足，ANSYS為用戶提供了開發材料模型的接口，即UPFs。通過修改、編譯連接相關用戶子程序，可以得到各種符合用戶需要的材料模型。ANSYS的TB，HYPER命令給用戶提供了各種不可壓縮和可壓縮的超彈性材料模型，比如：Polynomid Form模型、Mooney-Rivlin模型、Neo-Hookean模型、Yeoh模型、Arruda-Boyce模型、Gent模型、Ogden模型、Hyperfoam模型以及Blatz-Ko模型等。但是對于需要使用另外模型的用戶，則需要UserHyper用戶子程序來編寫自己的超彈性材料模型。
UserHyper用戶子程序介紹
用戶可以使用如下命令調用用戶定義的超彈性材料模型：
TB,HYPER,,,,USER
可以使用所有支持超彈性材料的單元。
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