單軸拉伸仿真的案例
ABAQUS單軸拉伸仿真分析與試驗對比
單軸拉伸試驗與仿真
概述
單軸拉伸試驗是基本的材料力學性能測試試驗，本文采用ABAQUS軟件模擬其試驗過程。
模型設置
模型難點在材料設置上，采用韌性損傷準則，考慮應力三軸度，損傷演化等。
應在場變量輸出中勾選剛度退化、損傷起始準則及單元刪除。
3. 結果對比
頸縮
斷裂
復合材料單軸偏軸拉伸以及方管壓縮所有文件及各自計算子程序 ￥58
復合材料單軸偏軸拉伸以及方管壓縮所有合集及各自計算子程序
GTN單軸拉伸復現
復現一篇頂刊，用的GTN模型仿真單軸拉伸。復現結果與論文對不上，拜托大佬看一下，附上論文跟inp文件。
幾何：厚度1mm，引伸計50mm
材料：
GTN參數：
網格：按論文采用C3D8R，0.5*0.5mm最小尺寸，論文中沒有說明厚度方向的網格尺寸。
結果：
我的復現為藍色，與論文差異極大；橫坐標為標距位移，縱坐標為力。
此外，將模型中GTN損傷去掉后的曲線如下：
TEST.inp
j.ijmecsci.2019.105170.pdf
單軸拉伸——破壞
單軸拉伸——破壞
Ansys案例研究 | 單軸拉伸試驗應變測量
概述：
單軸拉伸試驗是了解大多數材料并獲取應力與應變關系的主要方法。可靠的拉伸數據對于組件設計至關重要。本案例展示了如何進行拉伸試驗并獲取應變圖。
目標：
觀察在施加漸進式位移載荷的單軸拉伸試樣中的應變。
步驟：
1、打開Ansys Workbench，創建一個“靜態結構”系統。
2、定義拉伸試驗樣品的材料屬性。本例中使用的是結構鋼。
3、導入模型，其外觀類似于圖 1 所示。
圖1 單軸拉伸試驗試樣
4、將材料分配給幾何體。
5、按照圖2所示，在試件上施加適當的約束條件。
圖2 樣品的邊界條件
6、按照圖2所示施加位移。
7、對模型進行網格劃分并運行仿真。繪制等效彈性應變(圖3)。
圖3 等效彈性應變圖
總結：
本案例說明了單軸拉伸試驗樣品中應變的測量方法。
如有疑問歡迎留言或私信！
展開 Fepg-Ansys三維靜力單軸拉伸對比
Z軸方向的位移
Fepg計算結果
Ansys計算結果
（2）計算時間比較
Fepg計算時間：138.74s
Ansys計算時間：267.48s
單軸拉伸文件及計算子程序 ￥58
<p>B站單軸拉伸文件及計算子程序（帶注釋）</p>
EX1_運用LSPP的單軸拉伸樣件建模文檔
EX1_運用LSPP的單軸拉伸樣件建模文檔
tensile_solid_org.k
tensile_solid_org_ini.k
1、目的
了解LS-DYNA?的面板結構和關鍵字用戶手冊。應用LS_PrePost?查看輸入面板及關鍵字參數的編輯。學習如何通過ASCII（或binout）讀取數據生成曲線及繪制應力云圖。
2、試樣說明
單軸拉伸樣件測試。樣件的一端固定，另一端進行拉伸實現永久變形。
3、建模版本說明
建議LS_PrePost?采用4.6及以上版本，求解器用LS-DYNA R11.0版本。
4、步驟
EX1_建模幫助文檔
打開密碼：fangkun
展開 lammps案例分析（2）：石墨烯單軸拉伸之deform方式
#------------8 拉伸設置--------------------------------thermo_style custom step press v_strain v_px v_sigmaxx temp lx ly lz volthermo 100fix 2 all nvt temp 300 300 0.01fix 3 all deform 200 x erate 0.05 remap xdump 1 all atom 500 algp.lammpstrjrun 10000
拉伸之后對數據進行處理，石墨烯在單軸拉伸下最大應力值大約103左右，應力-應變圖如下圖所示：
從物理意義上拉伸，使用velocity方式拉伸時，固定物體的一端，載荷加載到另一端上，更符合實際拉伸過程。
展開 記憶合金、等12種非線性材料的單軸拉伸模擬
這里以記憶合金為例子進行一次單軸拉伸模擬，來求解記憶合金的應力-應變關系。
計算結果
記憶合金的本構關系：
模型建立
針對以下圖例所示模型，邊長L的正方形塊，約束左邊的X自由度和底部的Y自由度，在頂部施加均勻壓力載荷。這樣一個單軸拉伸模擬可以用平面單元建立，也可以用實體單元建立，區別不大。
材料參數
非線性材料的使用的關鍵是材料的定義，ANSYS中提供了多種非線性材料本構模型，包括：各向異性超彈性材料模型、鑄鐵材料模型、塑性材料模型、復合材料模型、流體材料模型、泡沫材料模型、混泥土材料模型定義、粘塑性材料模型、粘彈性材料模型、內聚力模型、多重彈性材料、壓電材料模型、形狀記憶合金材料模型、顯示彈簧阻尼材料模型、各向異性彈性矩陣定義、各項異性塑性材料模型、雙線性各向異性硬化模型、雙線性隨動硬化模型、各向異性導電性模型、各向異性導磁性模型、各向異性電極化模型、墊片材料模型、蜂窩材料模型、超彈性材料模型、膨脹參數模型等，還有很多較復雜的材料本構模型以及可以用戶自定義材料本構模型。
以記憶合金為例子具體介紹，記憶合金材料的定義除了定義基本彈性模量參數和泊松比參數，關鍵是定義記憶合金的本構關系。如圖給出記憶合金的本構關系，因此記憶合金的使用，還需要定義圖中的幾個關鍵參數。
了解了記憶合金的本構關系，具體的定義其實很簡單，如下命令流中
TB
,
SMA
,1 ：定義1號材料為記憶合金本構模型
此后，需要通過TBDATA指定記憶合金本構關系中的幾何參數，依次為：
TBDATA,1,520,600,300,200,0.07,0 !* SHAPE MEMORY ALLOY
MP, EX, 1, 60.0E3 !
展開 直播 | LS-DYNA 簡單建模流程—單軸拉伸實驗實例講解
“
Ansys LS-DYNA是世界著名的通用顯式動力仿真軟件，2019年Ansys公司宣布全資收購LSTC公司，LS-DYNA軟件成為Ansys產品線之一。Ansys LS-DYNA適合求解各種結構的高速碰撞、沖擊、爆破和金屬成形等高度非線性瞬態動力學問題，被公認為是顯式有限元程序的鼻祖和理論先導，是目前所有顯式求解程序（包括顯式板成型程序）的基礎代碼。
”
對于鋼鐵材料的機械設計，設計一個零件時，材料選擇是很重要的一環，而材料的力學性能是選擇材料最重要的指標。拉伸試驗能夠測出材料的屈服強度、抗拉強度、斷裂延伸率等性能參數，對于設計有很強的指導意義。在做有限元分析時，也需要輸入材料的參數（常用屈服強度）。單軸拉伸試驗的模擬能夠通過實驗結果與模擬結果對照，確定所選材料模型參數的有效性。
展開 
求教，單軸拉伸試件GTN模擬的幾個問題，萬分感謝
在用gtn模型模擬如圖所示的圓棒缺口試件的拉伸過程時，有幾個小問題，請教各位！
將圓棒試件簡化成二維軸對稱的1/4模型，如何提取載荷位移曲線？
拉伸過程屬于準靜態過程，采用explicit模擬，需不需要先做頻率提取？如果做頻率提取，是采用1/4模型，還是建立整體模型？還是要用三維模型？邊界條件如何選取？
lammps案例分析（1）：石墨烯單軸拉伸之velocity方式
lammps模擬石墨烯拉伸過程有兩個命令可選：deform和velocity，兩個命令的原理不同。
deform是按照一定的速率拉伸box，在這個過程中，石墨烯的原子隨著box的伸長而變化坐標，從而實現整體的拉伸。
velocity方式通常固定石墨烯的一端，給另一端一個固定的速度v，由這一端的原子帶動其余原子運動。
本文采用velocity方式進行石墨烯的拉伸，下一篇文章將采用deform方式對石墨烯進行拉伸。
下面對石墨烯拉伸in文件進行詳細分析。
COMSOL混凝土細觀單軸拉伸斷裂模擬基于相場損傷模型
混凝土細觀模型
構建骨料、砂漿、界面過渡區三種組分的混凝土細觀模型，模型構建采用CAD隨機多邊形顆粒插件進行參數化建模生成，操作詳細步驟可參考：【COMSOL隨機多邊形骨料及界面過渡區ITZ建模】
插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機投放的算法進行實現，骨料多邊形形狀及邊數可通過參數進行定義；界面過渡區（ITZ）采用單獨的部件，分布于粗骨料與砂漿之間，以此來獲得表征混凝土細觀特征的隨機骨料模型。
相場斷裂理論
現階段在有限元框架下模擬裂紋擴展的數值分析方法主要有單元刪除法、界面單元法、擴展有限元 (XFEM)等；相場理論是通過在尖銳裂縫擴展的邊界引入0~1的相場來反映材料的損傷或斷裂程度，通過相場的控制方程來實現變量的演化。相場 (phase-field) 斷裂模型是一種彌散式裂紋模型，是基于傳統 Griffith理論, 通過能量平衡理論研究裂紋的擴展行為，與其他斷裂理論相比，相場理論具有便于描述裂紋的形成、分岔等復雜情況，網格敏感性較小等優點。
模型樣圖
建模采用的CAD模型樣圖可在下面鏈接下載：
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
展開 復旦丁建東教授課題組對單軸周期性拉伸力學刺激下彈性高分子表面的細胞取向進行研究
細胞可以通過力轉導過程對所處微環境中的力學刺激信號作出響應，動態拉伸已被證實對細胞行為具有顯著影響，這是一個生物材料學、細胞生物學、生物化學、生物力學等相關領域的交叉學科課題。近日，復旦大學丁建東教授課題組的研究揭示了單軸周期性拉伸的彈性高分子表面的細胞取向存在臨界響應頻率和臨界拉伸速率，并結合高分子鏈松弛理論為該臨界現象提供了合理闡釋。
利用光刻技術、軟蝕刻技術和有限元分析方法，丁建東教授課題組設計和制備了適用于細胞力學拉伸研究的雙層聚二甲基硅氧烷（PDMS）微流控裝置。該裝置的工作原理為：當芯片側腔抽真空時，其體積減小，導致中間流體通道的薄膜發生拉伸，進而對黏附于薄膜上的細胞施加周期性拉伸作用。通過將PDMS微流控芯片與活細胞工作站、外源智能化真空泵聯用，同時實現了細胞實時觀察、細胞培養和細胞拉伸三大功能。
圖1 利用雙層PDMS微流控裝置探究拉伸頻率對彈性高分子薄膜表面細胞行為的影響
丁建東教授課題組以此PDMS微流控芯片為研究平臺，驗證了細胞在合適條件下有垂直于拉伸方向取向的特性。
圖2 周期性拉伸下的細胞取向
作者還借助源于建筑學中的張拉整體結構模型（tensegrity model）對材料表面的細胞處于周期性單軸拉伸時取向和能量之間的關系及其時間依賴性進行了推演。理論計算不僅得出了垂直取向的結論，而且對細胞取向有序度隨時間的演化也給出了與實驗一致的動力學趨勢。這是為數不多的可對粗粒化的細胞模型進行處理、且給出解析解的理論工作。
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