ABAQUS柔性材料
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-04-12
ABAQUS柔性材料的視頻教程
ANSYS-WorkBench教程 基于復合材料的柔性自鎖機構仿真(LS-DYNA)
本課程針對一種新型復合材料的、具有自鎖功能的彈性接頭機構，使用workbench軟件LS-DYNA模塊對其自鎖過程展開動態仿真，確定其自鎖過程中應力最大位置，并配有仿真結果與試驗觀察的對比。
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使用abaqus對柔性立管軸向拉伸仿真
本套課程包含了abaqus仿真過程中很多的方式方法及技巧，并且包括但不限于abaqus軟件的使用技巧。講解了柔性立管軸向拉伸仿真操作，包含了使用solidworks繪制抗拉鎧裝層等螺旋狀結構，abaqus繪制螺旋狀結構，將端截面耦合至RP點，以及如何輸出某個點的某些物理量，甚至也講解了如何使用origin進行曲線繪制。
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abaqus生成AVL EXCITE柔性體文件（.exb）
前段時間有客戶咨詢AVL EXCITE柔性體文件的生成方法，之前使用abaqus做過adams、simpack等動力學軟件的柔性體，其大體方法基本一致。 該視頻以一個簡單模型為例，借助hypermesh進行前處理，通過abaqus的關鍵詞編輯以及批處理方法的應用，對.exb文件的生成流程進行了展示。
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ABAQUS柔性材料的實例教程
研究人員將該MOF材料填充分離柱，測試了氧氣/氬氣和乙烯/乙烷的分離效果。結果顯示，在180 K、混合氣中氧氣含量僅為5%的情況下，MOF材料對氧氣的純化比例仍能達到95%。在273 K下混合氣中乙烯含量僅為5%的情況下，純化比例仍能達到80%。除了相似氣體的分離，這種擴散受限的MOF材料也可作為氣體存儲的優良介質。
“通常工業上分離氧氣/氬氣的方法是在87 K下進行多級精餾，或引入氫氣燃燒掉氧氣，再分離氫氣/氬氣，但無論哪種方法能耗都巨大。新的MOF在干冰溫度下即可高效分離氧氣/氬氣，為低能耗氣體分離提供了新思路。”顧成說。
顧成表示，這種新的 MOF材料構筑策略是在剛性骨架上引入局域的柔性，即通過微擾來實現對孔結構在埃尺度上的精確控制。“這賦予了MOF材料全新的功能化方法，這種MOF結構和構筑策略為發展未來功能性多孔材料提供了藍圖。”
來源：中國科學報
展開 根據傳輸介質的不同，目前已深入研究了空氣冷卻、液體冷卻和相變材料（PCM）冷卻三種冷卻方法。在這些方法中，空氣和液體冷卻作為主動冷卻方法通常需要額外的設備、大空間、高消耗并且增加電動汽車的重量。相比之下，PCM作為被動冷卻方法，具有潛熱高、無需額外動力設備、成本低等優點，近年來備受關注。復合相變材料（CPCM）作為被動電池熱管理系統（BTMS）仍然面臨著易泄漏、高剛性和低導熱率等諸多挑戰。
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成果掠影
近期，廣東工業大學材料與能源學院李新喜老師團隊提出了一種具有高抗滲漏和導熱性能的多功能柔性CPCM，利用聚乙二醇和六亞甲基二異氰酸酯的聚合和交聯反應從本質上解決了CPCM的滲漏問題。結果表明，CPCM表現出優異的抗滲漏和彈性性能。
特別是在3wt%氮化鋁和 2 wt% 碳納米管的協同作用下，CPCM的導熱系數明顯提高了2.8倍。此外，采用多功能柔性CPCM的電池模塊即使在1.5C放電倍率下最高溫度也能控制在45℃以下，相應溫差保持在4.3℃以內。憑借這些優異的性能，多功能柔性PEAC可以為提高應用中電池組的熱安全性提供有效的解決方案，這將顯著促進電動汽車的發展。
研究成果以“Multifunctional flexible composite phase change material with high anti-leakage and thermal conductivity performances for battery thermal management”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
展開 這是基于MOF的低頻聲學超材料的第一次報道。
在這篇文章里，作者Quin R. S. Miller等選用具有不同結構和成分的微孔和柔性MOF材料，包括FeBTC (Basolite F300)、HKUST-1 (Basolite C300)、Ni-MOF74和MIL-53(Al) (Basolite A100)，將原樣或合成的MOF樣品壓制成直徑為100mm的圓盤，并使用阻抗管對“圓盤”進行聲學實驗。最終證明了FeBTC、HKUST-1和柔性的MIL-53 (Al) 可以作為吸收性聲學超材料。
阻抗管設置示意圖
這種輕質且可分散的超材料具有許多應用前景，可用作具有優異聲音吸附功能的建筑材料的添加劑，或者集成到鉆孔水泥中實現對水泥穩定性和井眼完整性的無創監測，等等。進一步的研究可能包括，確定更多可以用于聲學領域的MOF材料，并設計基于混合MOF的聲學響應材料。
文章鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b19249
DOI: 10.1021/acsami.8b19249
來源：材料前沿科技微信公眾號（ID：clqykj）
展開 相變材料(PCMs)可以通過改變自身的物理狀態來儲存或釋放熱能，并在一定時間內保持溫度恒定，它們已被用作電池熱管理或熱失控抑制的有效工具。然而，PCM熱管理不可避免的問題是它的泄漏問題。
為了解決這一問題，提出了多種制備形狀穩定的復合相變材料的方法。然而，這些復合PCM在固態下通常是剛性的，不能很好地貼合在熱器件表面，增加了界面熱阻和安裝難度。然而，目前使用的PCM在實際應用中，由于其固有的剛性、易脆性破壞和不可回收性，導致其相互接觸不良、熱接觸電阻高、使用壽命短。為了克服這些問題是目前研究的重點方向之一。
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成果掠影
近期，中國科學院大連物理化學研究所史全教授在開發具有柔性的熱管理相變材料取得新的成果。該團隊開發了一種具有高轉變焓的柔性自愈相變膜，該相變膜具有較高的儲能密度、良好的柔韌性和自愈能力。實驗結果表明在98.7℃的相變溫度下，相變膜具有優異的彈性，相變焓高達191.5 J/g。值得注意的是，由于氫鍵的可逆性，柔性相變膜具有良好的自修復能力，其自修復效率高達91.1%。此外，還將相變膜附著在加熱平臺表面，以評估其在熱管理方面的潛力。該柔性自愈相變膜在不同升溫速率下均能保持高效的熱管理能力，具有發展先進熱管理技術的巨大潛力。研究成果以“Flexible self-healing phase change film with high transition enthalpy for thermal management ”為題發表于《Journal of Energy Storage》。
展開 由于具有優異的熱穩定性和機械性能，廣泛選擇碳纖維、石英纖維(QF)和莫來石纖維與PRAs結合制成熱防護復合材料。其中，NASA開發的酚醛浸漬碳燒蝕劑(PICA)是一種典型的輕質熱防護燒蝕復合材料。由于其重量輕、導熱系數低、熱穩定性好，它已被用于美國宇航局的火星探測、“星塵號”返航和SpaceX的“龍”太空艙等任務。隨著航空航天工業的空前快速發展，PICA的剛性和脆性帶來了失效應變低、縫縫繁瑣、對冷結構適應性低等問題，嚴重制約了剛性PICA的實際應用。因此，迫切需要進一步開發輕質、柔韌、隔熱的復合材料。
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成果掠影
近日，哈爾濱工業大學張幸紅與洪長青團隊針對開發輕質、柔韌、隔熱的復合材料取得最新進展。該文報告了一種均勻的化學鍵合策略，用于制造具有良好燒蝕隔熱性能的輕質柔性纖維增強酚醛樹脂氣凝膠FRPRA。酚醛樹脂氣凝膠基質與酚醛纖維增強材料的相容性提高了材料的可壓縮性(循環應變為60%)和可彎曲性(循環應變為30%)以及燒蝕過程中的結構穩定性。此外，低堆積密度和導熱系數分別為0.20 g/cm3和0.043 W/mK，使復合材料具有高效的保溫能力。使用8mm厚的襯墊，可以將200℃的溫度降低到70.6℃，通過與Al面板結合，可以將1200℃左右的溫度偽裝到78℃。基于其可彎曲性，該材料還可實現600°C的保形隱身。因此，該復合材料在靜態和動態絕熱方面都具有應用潛力。
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插件介紹
ABAQUS Random Material Partition插件可對ABAQUS中已分區的部件進行任意多種材料及占比的隨機指派。
插件使用前需要手動對部件創建分區，或通過Abaqus導入已經分區完成的部件。
插件支持三維實體模型或二維平面殼模型。
Abaqus纖維復合材料螺栓連接件拉伸模型
顯示動力學
內插0厚度cohesive以模擬層間分層
復合材料采用VUMAT子程序，內附有cae，inp，puck子程序，操作視頻，ODB等文件
可贈送收集的纖維復合材料相關學習資料，特別適合初學者！
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ABAQUS 纖維復合材料層合板鉆孔，采用puck失效準則，內附CAE, inp, ODB, VUMAT子程序
可贈送快速建模插件及abaqus纖維復合材料學習資料，特別適合初學者！
Abaqus復合材料鉚接有限元仿真分析，
上層碳纖維復合材料，內插0厚度cohesive以模擬層間分層，下層AL
自沖鉚接三維模型，動態顯示分析，可提供cae，inp、VUMAT，odb文件，含變形云圖、應力云圖，結果清晰，適合初學者學習參考！
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Abaqus纖維復合材料層合板多次落錘沖擊仿真模型!采用多分析步的方式實現！
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內插0厚度cohesive單元以模擬分層
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在ABAQUS中做管道內壓爆炸CEL模擬，采用vumat進行子程序定義
當管道為單層網格時，流固耦合效果好。當管道為多層網格時，采用abaqus自帶的材料及損傷可以實現模擬，使用vumat進行模擬流固耦合效果就很差（內部氣體漏氣、等效塑性應變分布不正確、計算迭代等），這是什么原因
以前做材料本構和細觀建模的時候，第一個攔路虎就是建模。尤其是機織編織類的材料，需要搞懂一系列織造參數，才可能完成三維模型創建。這還不算完，搞完模型還要繼續弄網格，一旦需要研究幾何參數變化規律，上述的過程又得整一遍。
即便后面我已經很熟練了，這個過程仍然需要花費很多時間。那個時候我就在想，以后要是能自己搞一個參數化建模工具就好了。
后來做項目多了，發現不僅是細觀結構
前文我們介紹了基于“厚度”推進策略生成網格，并自動定義鋪層、材料的層合板建模算法。
為了提高展示度，同時也是方便給別人使用。我們可以開發一個界面，并封裝成一個軟件。
作為一個小的案例，同樣采用MATLAB實現。
很多人都用過MATLAB的GUI模塊，然而這個東西適合做一些小的工具，稍微復雜一點的功能，就完全無法開展。
GUI模塊
一個最簡單的例子
<p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">目前，對于材料力學行為的研究，ABAQUS UMAT技術幾乎成了標配。只要涉及強度預測、失效準則、蠕變、粘彈性、疲勞、應變率效應、固化變形等等研究，大家的論文中如果沒有本構的討論、UMAT或者VUMAT的內容，就會顯得文章沒有深度。即便是用其他的商用軟件，也會涉及到自定義本構的問題。UMAT之于ABAQUS，就像UDF之于Fluent
