拉伸變形分析的案例
ABAQUS 單向拉伸大變形模擬
靜態模擬一種軟材料POE的單向拉伸，拉伸應變希望到300%，但是總是在100%就失敗了。不知道哪里出了問題，有沒有高手幫幫忙。
基于meshfree直桿拉伸的軸向變形問題與workbench對比
基于材料力學基礎問題——直桿拉伸的軸向變形問題，對meshfree和workbench進行了一個簡單的比較
問題描述
基于meshfree是對實體進行分析，workbench便不使用線體梁分析，均用ug建模
材料彈性模量2e+11Pa，泊松比0（上為workbench，下為meshfree，后同）
約束
結果
結論
在操作方面，meshfree的操作更為簡便，所有的操作都在同一界面，介于meshfree分析的實體問題，對于梁，桿等簡化模型分析與workbench不好比較，在最大變形處二者答案均與理論值一樣，在起始點（即最小值點）meshfree的值與理論的0不相符（由于本人學識有限不甚了解其中緣由），meshfree可以快捷的任取某一點的值也是其一大優點
對于想學習分析的新手來說，meshfree更有優勢，workbench如果對網格劃分理解不夠，新手就很容易出現如下問題，網格過于大而導致計算失敗（當然一般人是不會犯這種錯誤的，僅舉例）
總體來說meshfree對于設計人員進行定性分析設計來說還是十分便捷的，易于上手，對于后期的結構簡化分析估計還是需要努力的（僅個人觀點，如有問題請多加指教）
展開 ls-dyna彈塑性材料拉伸變形k文件 ￥2.9
<p>如下圖所示，這是筆者自己做的彈塑性拉伸變形模型，采用ls-prepost建模，ls-dyna做求解器。
拉伸模具：拉深過程中變形應考慮，毛坯各部分的應力與應變狀態
一、/
拉深過程中變形毛坯各部分的應力與應變狀態
拉深過程中某一瞬時毛坯變形和應力情況如圖：
1.平面凸緣部分 —— 主要變形區
2.凹模圓角區 —— 過渡區
3.筒壁部分 —— 傳力區
4.凸模圓角部分 —— 過渡區
5.圓筒底部分 —— 小變形區
二、/
拉深變形過程的力學分析
1.凸緣變形區的應力分析
（1）拉深中某時刻變形區應力分布
根據微元體的受力平衡可得
因為取并略去高階無窮小，得:
塑性變形時需滿足的塑性方程為 :
由上述兩式，并考慮邊界條件(當時，)，經數學推導就可以求出徑向拉應力，和切向壓應力的大小為：
在變形區的內邊緣（即處）徑向拉應力最大，其值為：
在變形區外邊緣處壓應力最大，其值為：
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拉伸模具：拉深過程中變形應考慮，毛坯各部分的應力與應變狀態。
一、拉深過程中變形毛坯各部分的應力與應變狀態
拉深過程中某一瞬時毛坯變形和應力情況如圖：
1.平面凸緣部分 —— 主要變形區
2.凹模圓角區 —— 過渡區
3.筒壁部分 —— 傳力區
4.凸模圓角部分 —— 過渡區
5.圓筒底部分 —— 小變形區
二.、拉深變形過程的力學分析
1.凸緣變形區的應力分析
（1）拉深中某時刻變形區應力分布
根據微元體的受力平衡可得
因為取并略去高階無窮小，得:
塑性變形時需滿足的塑性方程為 :
由上述兩式，并考慮邊界條件(當時，)，經數學推導就可以求出徑向拉應力，和切向壓應力的大小為：
在變形區的內邊緣（即處）徑向拉應力最大，其值為：
在變形區外邊緣處壓應力最大，其值為：
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展開 基于黃umat探究Mg-Cu雙相材料簡單拉伸下的變形行為------案例十一
基于黃umat探究Mg-Cu雙相材料簡單拉伸下的變形行為
案例實操
1，建立包含500個晶粒的多晶模型，模型尺寸0.6*0.3*0.05（mm）
2，對晶粒編號1-250賦予Cu的屬性（參數來自于黃畢業論文）251-500賦予AZ31材料的屬性，考慮三組滑移系和一組拉伸孿晶系
3，X0方向固定，施加X1方向的25%工程應變的單向拉伸載荷
4，指定對應的單元類型C3D4
5，提交與后處理材料數據
晶粒幾何模型
材料屬性分配
載荷的施加
模型的真應變分布情況
模型的應力分布情況
模型的應力分布情況
模型的累計塑性應變分布情況
發生孿生部分的Mg
展開 2021年第一期《Science》：將金剛石拉伸到極大均勻彈性變形！
在此，研究者展示了在拉伸載荷下微晶單晶金剛石橋的極大的、可逆的、均勻的彈性變形。為了獲得長度為~1μm、寬度為300 nm、具有明確幾何形狀和晶體取向的拉伸樣品，研究者采用了先進的微波等離子體輔助化學氣相沉積法，獲得塊狀單晶金剛石微加工工藝。研究者開發的工藝可以生產微米尺寸的高質量金剛石結構，這是微型機電系統(MEMS)、量子和光子器件、應變工程晶體管陣列和其他應用的主要候選材料。此外，研究者還演示了金剛石微橋陣列的深彈性應變。研究表明，超大的、高度可控的彈性應變可以從根本上改變金剛石的體帶結構，包括帶隙本征值計算降低了多達2eV。
圖1 微晶單晶金剛石橋試件。
圖2 沿[101]方向加載-卸載拉伸試驗。
圖3 [100]-，[101]-和[111]取向鉆石的統計拉伸結果。
微米尺寸的單晶金剛石橋結構非常適合MEMS、光子器件、量子信息處理器和微電子或納米電子器件陣列的規模。大而均勻的彈性應變應該驅動帶隙的變化，研究者通過DFT模擬和EELS測量，證明了這一點。與此同時，該研究突出了深度彈性應變工程在光子學、電子學和量子信息技術方面的巨大應用潛力。（文：水生）
展開 一個有意思的材料本構模型設計方案，拉伸變形采用von Mises屈服，壓縮側 cap屈服本構模型設計。
原始文獻：《Mechanical modelling of indentation-induced densification in amorphous silica》
該文章為了模擬非晶態二氧化硅的壓縮力學性能，把拉伸與壓縮分開處理：拉伸側采用熟悉的 von Mises 屈服，壓縮側則切換到 cap 屈服面。這樣的設計，正好對應了非晶二氧化硅在壓痕加載下“既會發生剪切塑性，又會發生永久致密化”的真實特征。
分享這個代碼的主要原因：一方面，它很適合做玻璃、非晶材料、壓痕問題中的壓力敏感塑性分析；另一方面，它也是學習 cap 模型、致密化硬化和隱式本構積分的一個很好的范例。論文結果表明，這一模型能夠較好復現實驗載荷—位移曲線以及壓痕致密化分布，不過需要明確指出的是，當前模型暫時還沒有考慮剪切硬化，因此更適合用于理解“壓痕致密化”這一核心機制，而不是直接覆蓋所有復雜失效問題。作為一份用于科研復現和二次開發的代碼，我覺得它很有參考價值。
展開 CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性CEL與Lagrange模型在大變形分析時的適用性
對同一個模型來講，通常，拉格朗日建模方式計算更加準確，計算效率更高，因為所有的幾何體都采用拉格朗日單元類型，而CEL建模方式的計算更加耗時，且產生的文件更大，一個直接的原因是流體或大變形幾何體是歐拉體模型，采用歐拉單元建模，而歐拉單元的數量要明顯多于相應的拉格朗日模型的單元數量。
但是，如果模型要經歷極大變形，那么這兩種建模方式的優劣就要好好評價一下了。在大變形分析中，拉格朗日模型容易發生網格畸變，網格畸變區的計算結果準確性將會大打折扣，產生不可信的結果甚至計算中斷得不到結果；而CEL模型在犧牲一定的幾何模型精度和結果準確性的前提下，計算會非常穩定，網格不會發生畸變，相較于拉格朗日的網格畸變區反而會得到更加合理的計算結果。所以，在選擇建模分析方式時，尤其是大變形分析，兩種方法孰優孰劣，需要結合一定的經驗和以往案例，選擇折中處理或者兩種都用以綜合衡量。
本篇案例是一個鉚接案例，如下面的示意圖所示。 ? 具體的模型長下面這樣：左邊是中央截面圖，右面是實物圖，上下兩部分是沖模，張揚帶孔圓盤是固定模板，上下兩部分沖模同時施力以使鉚釘達到最終的變形。 ? 這個過程很明顯是一個極限大變形過程，我們可能關心這個過程中的三個問題：
1、 鉚釘在成型過程中的變形是否適當？
2、 成型后，鉚釘是否有足夠的力量保持材料的連接？
3、 成型過程工具的壓力是否足夠？
那么這三個關心的問題我們可以考察分析鉚釘的變形位移、成型后的等效塑性變形和成型過程中的沖模受力等變量，去評估我們關心的問題從而做出一些結論或改進。 本案例不再進行step by step的演示，各位小伙伴可以自行練習。下面來具體看一下分析模型和相關結果。 ?
左邊是拉格朗日建模，右邊是CEL建模。兩種建模方式中，接觸全部采用無摩擦通用接觸。
展開 【免費】workbench中橡膠壓縮變形分析-自適應網格+大變形
workbench中橡膠壓縮變形分析
橡膠壓縮是密封圈當中經常遇到的一種現象，但是仿真分析對于橡膠壓縮有很難收斂的現象，本實例通過兩個簡單模擬（公眾號: CAE_ANSYS）
方法說明橡膠壓縮的過程和方法，通過本實例可以了解到以下知識
1.自適應網格的應用方法
2.橡膠材料參數的設置
3.非線性接觸的設置
5.模型建立方法
模型
建立分析模型，如圖所示，本實例以一個簡單模型為例
2.初始網格隨意劃分
3設置自適應網格，采用mesh方法，計算過程自動加密網格，需要注意的是，必須打開大變形，單元必須去除中間節點
4邊界條件采用，向下強制位移的方法
5提取結果（公眾號: CAE_ANSYS）
可以看到網格發生了重新劃分，網格由三角形劃分成了4變形
另一個模型是模擬橡膠壓縮的過程，上下兩個剛性體擠壓中間的橡膠，結果顯示中間橡膠發生大變形
本實例需要注意的是，橡膠材料的設置，不需要設置彈性模量，還有就是接觸的設置，需要選擇相應的線體為接觸面，最好將模型分割，最后獲取相應的結果。
以下模型為兩個模型的計算原始文件，供大家免費參考
（公眾號: CAE_ANSYS）
供大家免費參考，版本為ansys17.2
rubber.zip
展開 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，準確預測恒定幅值載荷條件下的裂紋擴展路徑和相關的疲勞壽命。
在線彈性斷裂力學 (LEFM) 假設下，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確評估應力強度因子 (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，本研究的結果與文獻中發表的幾項裂紋擴展實驗的結果相一致，這些實驗顯示了類似的觀察結果。
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值分析和壽命預測”。
第 2 步：設置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態結構分析：
步驟3：工程數據（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（C 和 m）組成。
展開 
Moldex3D模流分析之應力分析預測潛在模座變形問題
步驟5：回到計算參數，可以看到模座變形 (Mold Deformation) 頁簽下的位移邊界條件 (Displacement Boundary Condition) 選項顯示被勾選，表示模型中已存在邊界條件。完成其他項目設定后，點擊確認(OK)。
步驟6：點擊分析順序(Analysis) 開啟分析順序設定窗口，接著加入模座變形分析 (Mold Deformation –Md)，點擊開始分析(Run)。
步驟7：模座變形分析結果
Von Mises 應力是應力各分量計算得來的純量，可被用來評估韌性材料是否在外力施加下達到降伏點。一旦局部區域的Von Mises應力超過降伏應力，材料就會發生塑性變形。
總位移 (Total displacement) 結果顯示嵌件實際的變形量，將直接影響到產品的尺寸與制造的質量。
Von Mises 應力
總位移
展開 Moldex3D模流分析之雙向型芯偏移和模座變形分析
在Studio工作區中點擊 分析 (Analysis)，選擇 模座變形分析 (Mold deformation - Md)或將模座變形分析加入分析順序中。
改進型緊湊拉伸試樣疲勞裂紋擴展分析-ANSYS Workbench ￥3
研究的主要目標是展示裂紋擴展路徑的數值模型，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來準確預測裂紋擴展路徑和相關的疲勞壽命。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（LEFM）假設下的混合模式疲勞壽命。這種方法涉及準確評估應力強度因子（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，本研究的結果與文獻中發表的幾項裂紋擴展實驗結果相似，這些實驗觀察到了類似的結果。
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 基于LS-dyna的試件拉伸拉斷分析 ￥10
基于LS-dyna的試件拉伸拉斷分析
