ansys應(yīng)變和應(yīng)力的案例
工程應(yīng)力應(yīng)變和真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變 附常用材料應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)下載
記得研三找工作的時(shí)候，第一次面試，就被面試官問了工程應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)力有什么區(qū)別的問題，只記得當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)單的回答，一個(gè)是變形前的，一個(gè)是變形后的。兩者具體的關(guān)系如何，做完拉伸實(shí)驗(yàn)，如何處理數(shù)據(jù)，才能得到有限元仿真軟件的材料模型中的應(yīng)力應(yīng)變曲線；下面將以簡(jiǎn)單的拉伸實(shí)驗(yàn)為例詳細(xì)講解下。
工程應(yīng)力：施加的外力除以樣件最初的受力面積，即名義應(yīng)力。
真實(shí)應(yīng)力：施加的外力除以樣件真實(shí)的受力面積（隨時(shí)間的變化，樣件會(huì)發(fā)生頸縮，受力面積會(huì)變小）。
工程應(yīng)變：樣件的伸長(zhǎng)變化量除以初始的樣件的長(zhǎng)度，即名義應(yīng)變。”名義“是指我們不考慮一步步的中間過程，只看開始和結(jié)尾，根據(jù)兩者的變化求得應(yīng)變。這也是為了工程上應(yīng)用的方便。
真實(shí)應(yīng)變：微小材料元素承受應(yīng)力時(shí)所產(chǎn)生的變形強(qiáng)度（或簡(jiǎn)稱為單位長(zhǎng)度變形量）的疊加量。假定樣件初始長(zhǎng)度為L(zhǎng)0，最終長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，樣件中間經(jīng)歷的過程的長(zhǎng)度為L(zhǎng)01，L02…Ln-1 ,Ln，真實(shí)的應(yīng)變是每一微小步應(yīng)變之和，即：
真實(shí)應(yīng)力和工程應(yīng)力的關(guān)系如下：
真實(shí)應(yīng)變和工程應(yīng)變的關(guān)系如下：
在彈性區(qū)間內(nèi)，真實(shí)應(yīng)力等于工程應(yīng)力，真實(shí)應(yīng)變和工程應(yīng)變相等。
當(dāng)材料發(fā)生塑性之后，真實(shí)應(yīng)力真實(shí)應(yīng)變曲線，不像工程應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線那樣在載荷達(dá)到材料的抗拉強(qiáng)度之后轉(zhuǎn)而下降，而是繼續(xù)上升直至斷裂，這說明金屬在塑性變形過程中不斷地發(fā)生加工硬化，從而外加應(yīng)力必須不斷增高，才能使變形繼續(xù)進(jìn)行，即使在出現(xiàn)縮頸之后，縮頸處的真實(shí)應(yīng)力仍在升高（如下圖所示），這就排除了應(yīng)力-應(yīng)變曲線中應(yīng)力下降的假象。
真實(shí)應(yīng)變在一些能夠承受大變形的材料中很常用，在有限元使用中，要考慮變形的大小，F(xiàn)EA中發(fā)生塑性變形的材料，一般都采用真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。
展開 ansys平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題
ansys平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題：
如果能將三維問題簡(jiǎn)化為二維問題，將大大節(jié)約計(jì)算時(shí)間。對(duì)于平面應(yīng)力和平面應(yīng)變問題就可以實(shí)現(xiàn)這種簡(jiǎn)化，本問將介紹一下平面應(yīng)力和平面應(yīng)變的概念。
平面應(yīng)力：只在平面內(nèi)有應(yīng)力，與該面垂直方向的應(yīng)力可忽略，例如薄板拉壓?jiǎn)栴}。
平面應(yīng)變：只在平面內(nèi)有應(yīng)變，與該面垂直方向的應(yīng)變可忽略，例如水壩側(cè)向水壓?jiǎn)栴}。
光纖應(yīng)變傳感器用于測(cè)量金屬和非金屬?gòu)?fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變
管道、儲(chǔ)罐等結(jié)構(gòu)材料在遭受風(fēng)載荷、地震、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害下會(huì)發(fā)生大變形或者斷裂破壞，需要借助數(shù)值有限單元法對(duì)破壞過程進(jìn)行三維建模、情景還原以及溯源分析，此時(shí)要獲取準(zhǔn)確有效的結(jié)果，金屬材料全程的真應(yīng)力-真應(yīng)變是最為基礎(chǔ)和重要的輸入數(shù)據(jù)。下面工采網(wǎng)小編和大家一起看看如何測(cè)量金屬和非金屬?gòu)?fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變。
金屬材料測(cè)量裝置主要用于各種金屬、非金屬及復(fù)合材料進(jìn)行力學(xué)性能指標(biāo)的測(cè)試，精密的自動(dòng)控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集和控制過程的全數(shù)字化調(diào)整，在拉伸試驗(yàn)中，檢測(cè)材料的最大承載拉力、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)變形、延伸率等技術(shù)指標(biāo)；一般在對(duì)金屬材料進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變性能測(cè)量的過程中，在夾持時(shí)金屬材料受力頂部?jī)蓚?cè)不平衡，使得夾持效果不好，在測(cè)量過程中容易移動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量的準(zhǔn)確性較差。為了測(cè)量的準(zhǔn)確性工采網(wǎng)推薦加拿大FISO 光纖應(yīng)變傳感器 - FOS-N用于金屬和非金屬?gòu)?fù)合材料應(yīng)力應(yīng)變測(cè)量。
基于公認(rèn)的Fabry-Perot干涉技術(shù)，F(xiàn)ISO的光纖應(yīng)變傳感器是進(jìn)行高性能應(yīng)變測(cè)量的好的選擇。FOS-N所基于的產(chǎn)品技術(shù)和配套的兼容監(jiān)控系統(tǒng)，使用戶能在長(zhǎng)距離且不影響讀數(shù)可靠性的前提下測(cè)量應(yīng)變。它是復(fù)合材料工程研究和工業(yè)應(yīng)用，如建筑物、橋梁、隧道襯砌、支承結(jié)構(gòu)、船舶和電源變壓器等結(jié)構(gòu)健康監(jiān)控的理想產(chǎn)品。具備尺寸小、精度高、不受EMI/RFI干擾、耐腐蝕和耐高溫的特點(diǎn)。
此外FOS-N應(yīng)變傳感器對(duì)任何即將使用的纖維的拉伸和處理都不敏感，若將傳感器嵌入復(fù)合材料中，則上述特點(diǎn)可以成為非常有利的優(yōu)點(diǎn)。可在惡劣的化學(xué)環(huán)境下正常工作，同時(shí)它的結(jié)構(gòu)堅(jiān)固，使用靈活性高，能夠滿足當(dāng)前高性能復(fù)合材料研究和土建結(jié)構(gòu)監(jiān)控的要求。
展開 淺析材料應(yīng)力和應(yīng)變的概念
應(yīng)力(Stress)
應(yīng)力是一個(gè)物體內(nèi)部或表面上的力與其相應(yīng)的面積之比。
應(yīng)力的類型有很多種，包括拉應(yīng)力、壓應(yīng)力、剪應(yīng)力等。
數(shù)學(xué)公式表示：
其中：
（希臘字母sigma）是應(yīng)力（單位通常為帕斯卡Pa或百萬帕斯卡MPa）；
F是物體上的力，單位是牛頓（N）；
A是受力的面積，單位是平方米（m2）。
2. 應(yīng)變(Strain)
應(yīng)變是物體由于受力而發(fā)生的形狀或尺寸的變化，是用來描述材料在承受應(yīng)力時(shí)的變形程度的重要參數(shù)。
應(yīng)變可分為正應(yīng)變（拉伸應(yīng)變）和負(fù)應(yīng)變（壓縮應(yīng)變），具體取決于物體是伸長(zhǎng)還是縮短。
數(shù)學(xué)公式表示：
其中：
（希臘字母epsilon）是應(yīng)變，它是一個(gè)無單位的值，通常以百分比表示；
是物體長(zhǎng)度的變化；
L是物體在未受力狀態(tài)下的初始長(zhǎng)度；
補(bǔ)充理解：
物體之間的相互作用是有面積大小的，即力的作用是有面積大小的。
通俗理解單位面積下的力就是應(yīng)力；相對(duì)于原尺寸，尺寸的改變百分?jǐn)?shù)就是應(yīng)變（無單位）。
關(guān)注某種材料的力學(xué)性能，必須摒棄物體的形狀、體積的影響，歸一化處理，就得到了材料的性能。
由于力是作用在一定面積上的，內(nèi)力和外力都有其集中程度，被稱為應(yīng)力或壓強(qiáng)。
類比質(zhì)量與密度的關(guān)系，可以很容易地想到，用單位面積上的力來量化力的集中程度（應(yīng)力）。
在研究材料性能時(shí)，通常會(huì)同時(shí)討論應(yīng)力和應(yīng)變，因?yàn)?em>應(yīng)力的集中程度也會(huì)影響應(yīng)變。
當(dāng)談?wù)?em>應(yīng)力集中時(shí)，實(shí)際上是指力的集中，這會(huì)導(dǎo)致該點(diǎn)的應(yīng)力增大，變形也更明顯，應(yīng)變也更大。無論是應(yīng)力還是力，都會(huì)導(dǎo)致物體發(fā)生變形。
想象一下，一個(gè)錘子或釘子，就很容易理解應(yīng)力集中的概念。
當(dāng)我們具體分析某一物體的變形時(shí)，而不是材料本身時(shí)，就不需要使用應(yīng)變的概念（只需查看變形位移即可）。
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Abaqus平均應(yīng)力和應(yīng)變提取 ￥80
利用python腳本對(duì)ODB文件中單元集里所有積分點(diǎn)的應(yīng)力及應(yīng)變進(jìn)行自動(dòng)提取并計(jì)算平均值
能夠得到每一幀的應(yīng)力和應(yīng)變平均值，并保存到CSV文件中
所得到的應(yīng)力包括S11,S22,S33,S12,S13,S23以及Mises七個(gè)應(yīng)力平均值，以及E11,E22,E33,E12,E13,E23六個(gè)應(yīng)變平均值
一文搞清ABAQUS中真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變
應(yīng)變計(jì)算公式為：
②仿真中的真實(shí)應(yīng)力與真實(shí)應(yīng)變
在使用ABAQUS仿真時(shí)，如果我們的材料屬于塑性材料范疇，分析時(shí)涉及較大變形，在分析時(shí)必須將其應(yīng)力和應(yīng)變定義成真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變，我們就需要將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中得到的名義數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成真實(shí)數(shù)據(jù)。
總結(jié)來說，如果不使用真實(shí)應(yīng)力與真實(shí)應(yīng)變，我們就不能分析出我們想要的較為準(zhǔn)確結(jié)果，這里考慮的是材料的非線性問題。
MARC中應(yīng)力和應(yīng)變的度量（Simufact適用）
網(wǎng)上找到的資料，由于Simufact是從marc而來的，所以MARC中的很多東西都可以應(yīng)用與simufact
前段時(shí)間看到了這個(gè)文檔，PPT轉(zhuǎn)換為PDF格式的，中文的，大家都知道應(yīng)力應(yīng)變是有限元的基礎(chǔ)，我覺得看一看對(duì)于大家學(xué)習(xí)有限元和simufact會(huì)有幫助的！
03Stress_Strain.pdf
有限元分析的一些基本考慮---位移解應(yīng)變解和應(yīng)力解
即使將一個(gè)公共節(jié)點(diǎn)的多個(gè)應(yīng)力進(jìn)行平均，以代表該節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力值，該平均過程稱為“平滑”。
總之，求解節(jié)點(diǎn)應(yīng)力的步驟是：
（1）根據(jù)總體方程，得到節(jié)點(diǎn)的位移解。
（2）根據(jù)幾何方程，得到單元高斯點(diǎn)的應(yīng)變解。
（3）根據(jù)物理方程，得到單元高斯點(diǎn)的應(yīng)力解。
（4）在某一個(gè)單元內(nèi)，基于形函數(shù)，將高斯點(diǎn)的應(yīng)力外推到該單元的所有節(jié)點(diǎn)。
（5）對(duì)于某一個(gè)公共節(jié)點(diǎn)，將該節(jié)點(diǎn)關(guān)聯(lián)的所有單元所推出的該節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力解進(jìn)行平均，最終得到該節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力解。
在ANSYS WORKBENCH的后處理中，如果我們加入了一個(gè)應(yīng)力對(duì)象，我們可以看到其細(xì)節(jié)視圖中有下列選項(xiàng)---積分點(diǎn)結(jié)果選項(xiàng)，如下圖
那么這里面的7項(xiàng)是什么含義呢？
下面闡釋這七項(xiàng)的意義。
(1)unaveraged:顯示沒有進(jìn)行平均的應(yīng)力結(jié)果。
(2)averaged：顯示平均后的應(yīng)力結(jié)果。
(3) nodal difference：對(duì)于公共節(jié)點(diǎn)，計(jì)算其相連各單元計(jì)算得到的非平均應(yīng)力的差的最大值。
(4)nodal fraction：計(jì)算公共節(jié)點(diǎn)的nodal difference與節(jié)點(diǎn)平均值的比值。
(5)elemental difference：對(duì)于一個(gè)單元上的所有節(jié)點(diǎn)，計(jì)算其非平均結(jié)果的最大差值。
(6)elemental fraction：計(jì)算element difference與單元平均值的比值。
(7)elemental mean:根據(jù)平均化的應(yīng)力結(jié)果來計(jì)算單元的平均值。
這樣，我們?cè)跒g覽應(yīng)力結(jié)果時(shí)，應(yīng)根據(jù)需要來選擇我們需要查看的對(duì)象。
展開 ANSYS nCode DesignLife等幅應(yīng)力、應(yīng)變壽命疲勞分析完整教程 ￥10
等幅應(yīng)力壽命疲勞分析目標(biāo)和步驟
? 目標(biāo):
?使用ANSYS Mechanical和ANSYS nCode DesignLife
解決等幅應(yīng)力-壽命疲勞分析
? 步驟
?找到算例包并解壓
?定義Engineering Data中Ncode材料
?修改Mechanical 中模型
?Mechanical 求解分析
?獲取ANSYS nCode DesignLife 系統(tǒng)
?求解
?后處理獲取疲勞結(jié)果
應(yīng)變壽命疲勞分析理論分析基礎(chǔ)及DesignLife關(guān)鍵設(shè)置
Strain-Life (EN) 應(yīng)變疲勞分析理論基礎(chǔ)
? 討論循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線和應(yīng)變-壽命關(guān)系的關(guān)系
? 討論平均應(yīng)力的影響
基于應(yīng)力疲勞壽命評(píng)估之多軸評(píng)估方法
目標(biāo)和步驟
? 目標(biāo):
? 檢查多軸評(píng)估方法及影響應(yīng)力壽命計(jì)算的其它因素
? 步驟
? 利用restore archive解壓縮
? Mechanical求解
? nCode SN Constant Amplitudesystem 和Mechanical 的model模塊建立連接
? 打開DesignLife
? 修改load mapping
? 求解
? 查看多軸評(píng)估
? 修改多軸評(píng)估
? 求解
? 查看結(jié)果
其他方法求解:
? 研究其他應(yīng)力組合方法（ stress Combination Methods ）
?調(diào)查非平均SN數(shù)據(jù)的使用（ Certainty of survival ）
?研究應(yīng)力梯度效應(yīng)
?安全系數(shù)計(jì)算
等幅SN疲勞壽命分析之平均應(yīng)力影響
目標(biāo)/步驟
? 目標(biāo):
? 檢查平均應(yīng)力對(duì)疲勞壽命評(píng)估影響
? 步驟
? restore archive
? solve Mechanical model
?
展開 ANSYS瞬態(tài)分析全時(shí)程結(jié)構(gòu)響應(yīng)最大值的提取方法（變形、應(yīng)力、應(yīng)變、能量） ￥100
</p><p>同樣的方法，可以提取全時(shí)程最大的位移、應(yīng)力、應(yīng)變、能量等結(jié)果。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202302/623025b5c0d646b9973cd2adc6c6037f.png" alt="1.png"></p><p>收費(fèi)內(nèi)容為相關(guān)命令流。</p>
abaqus調(diào)用damask實(shí)現(xiàn)FCC，BCC，HCP多晶織構(gòu)演化和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布模擬
模型使用包含500個(gè)晶粒100000個(gè)單元的板狀多晶，承受X方向20％的工程應(yīng)變。局部應(yīng)力應(yīng)變分布與宏觀應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)結(jié)果如下：
初始幾何模型與晶粒取向分布：
拉伸變形局部應(yīng)力分布：
拉伸變形局部應(yīng)變分布：
宏觀應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)情況：
變形結(jié)束后多晶取向分布：
相同參數(shù)下，模擬結(jié)果與黃umat結(jié)果保持一致，如織構(gòu)演化，應(yīng)力應(yīng)變分布，以及宏觀應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)。
abaqus調(diào)用damask實(shí)現(xiàn)FCC，BCC，HCP多晶織構(gòu)演化和應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)分布模擬
模型使用包含500個(gè)晶粒100000個(gè)單元的板狀多晶，承受X方向20％的工程應(yīng)變。局部應(yīng)力應(yīng)變分布與宏觀應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)結(jié)果如下：
初始幾何模型與晶粒取向分布：
拉伸變形局部應(yīng)力分布：
拉伸變形局部應(yīng)變分布：
宏觀應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)情況：
變形結(jié)束后多晶取向分布：
相同參數(shù)下，模擬結(jié)果與黃umat結(jié)果保持一致，如織構(gòu)演化，應(yīng)力應(yīng)變分布，以及宏觀應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)。
基于有機(jī)力致響應(yīng)AIE材料的金屬應(yīng)力/應(yīng)變分布和疲勞裂紋擴(kuò)展路徑的動(dòng)態(tài)可視化檢測(cè)
該研究是第一例將純有機(jī)力致響應(yīng)材料和傳統(tǒng)的金屬機(jī)械力學(xué)相結(jié)合，為有機(jī)力致響應(yīng)材料在生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用打開了新的大門。可以預(yù)見在不遠(yuǎn)的將來，會(huì)有更多的有機(jī)力致響應(yīng)材料在復(fù)雜構(gòu)件的力學(xué)研究中，以及在役設(shè)備的設(shè)計(jì)和安全健康監(jiān)測(cè)中發(fā)揮重要的作用。
研究人員將金屬試樣浸泡在TPE-4N后取出，通過簡(jiǎn)單加熱即可在金屬試樣表面制備結(jié)晶態(tài)TPE-4N涂層。無定型態(tài)的TPE-4N能發(fā)出綠色熒光，但在結(jié)晶態(tài)下則沒有熒光。然后將含TPE-4N涂層的金屬試樣放置于拉伸儀中，在紫外光源的激發(fā)下，使用CCD照相系統(tǒng)獲取并記錄在不同的應(yīng)力/應(yīng)變響應(yīng)階段的熒光照片。
對(duì)于實(shí)際機(jī)械部件，以單邊缺口試樣和圓孔試樣為例，進(jìn)行應(yīng)力/應(yīng)變分布分析。試樣受力變形后，利用CCD照相系統(tǒng)記錄試樣表面的熒光分布及其像素灰度值分布，熒光試驗(yàn)結(jié)果與ANSYS有限元模擬結(jié)果基本一致，證明了TPE-4N涂層能夠有效地反應(yīng)出復(fù)雜金屬試樣的受力狀況。圓孔試樣的在圓孔邊緣處出現(xiàn)加工過程中意外存在的微小缺口，ANSYS有限元模擬不能預(yù)測(cè)這種加工造成的缺陷，但本方法能清晰地將缺陷附近的應(yīng)力集中可視化，體現(xiàn)出這種熒光方法的對(duì)實(shí)際機(jī)械部件中應(yīng)力/應(yīng)變分布測(cè)量的準(zhǔn)確性，能看到理論模擬預(yù)測(cè)不到的細(xì)節(jié)。
除了應(yīng)力/應(yīng)變分布分析，TPE-4N涂層還能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)械部件上的疲勞裂紋，并且預(yù)測(cè)疲勞裂紋的擴(kuò)展路徑。當(dāng)試樣未加載時(shí)，無熒光響應(yīng)。當(dāng)載荷循環(huán)加載過程中，在缺口的邊緣處出現(xiàn)熒光信號(hào)，表明該處出現(xiàn)應(yīng)力集中，并且誘發(fā)疲勞裂紋生成。隨著加載繼續(xù)，疲勞裂紋擴(kuò)展，并且在裂紋的尖端和兩側(cè)出現(xiàn)熒光信號(hào)。裂紋尖端的前部出現(xiàn)熒光，這表明該區(qū)域應(yīng)力集中明顯，裂紋偏向此區(qū)域擴(kuò)展。
展開 吊艙掛載應(yīng)力分析SW和ansys分析對(duì)比
吊艙掛載應(yīng)力分析
吊艙掛載方式細(xì)節(jié)圖。
吊艙由吊艙架1和吊艙架2支撐掛載。吊艙架1和吊艙架2分別由8顆和4顆M3螺釘固定，螺釘由中心盤內(nèi)向外鎖緊。下圖為吊艙架的整體圖示。
SW simulation靜應(yīng)力分析
吊艙掛載后的吊艙架應(yīng)力分析模型。材質(zhì)選擇鋁合金6063-T6，密度為2700kg/m^3。
彈性模量：6.9e+10N/m^2。泊松比0.33 屈服強(qiáng)度2.15e+8N/m^2
①如下圖12個(gè)孔位為吊艙架的固定孔位，吊艙架1和吊艙架2設(shè)定接合面。
②吊艙重量為0.69Kg,轉(zhuǎn)換為重力為0.69kg*G(取9.8N/kg)=6.76N。如圖中4個(gè)孔位處懸掛吊艙。(選擇總數(shù)，而非按條目）
③網(wǎng)格化后，運(yùn)行應(yīng)力分析得下圖結(jié)果。紅色處為最大形變量結(jié)果，形變量為1.740e-02mm。
綜上所述支架強(qiáng)度足夠。
ANSYS靜應(yīng)力分析結(jié)果，材質(zhì)選擇了鋁合金密度2770kg/m^3。Poisson's ratio：0.33 bulk modulus:6.9608e+10Pa
計(jì)算總變形量1.9195e-2mm。
變形量云圖一致，均是頂部型變量最大。
材料：
向下的力：
限制位移固定工件。
展開 ANSYS初始應(yīng)力的施加和獲得
在使用ANSYS進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析時(shí)，可以把初始應(yīng)力指定為一項(xiàng)載荷，但只能在靜態(tài)分析和瞬態(tài)分析中使用（分析可以是線性,也可以是非線性），初始應(yīng)力載荷只能施加在分析的第一個(gè)載荷步中，執(zhí)行初始應(yīng)力命令一次以上將覆蓋先前的初始應(yīng)力指定。初應(yīng)力載荷可以是初應(yīng)力，初應(yīng)變或者初塑性應(yīng)變。
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