單向壓縮試驗
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-08
單向壓縮試驗的視頻教程
【abaqus】巖石壓縮試驗
課程名稱：abaqus巖石壓縮試驗 第一節：僅考慮彈性巖石壓縮試驗（免費） 建模（軸對稱模型） 設置材料屬性（線彈性） 施加作用力與邊界條件（單軸壓縮） 提取總的壓力 第二節：考慮摩爾-庫倫塑性的巖石壓縮試驗 第三節：考慮D-P塑性與損傷的巖石壓縮試驗 備注：破壞結果與實際巖石的破壞結果有出入，如果需要理想的破壞結果，需要用fortran對材料參數進行二次開發，自己編寫破壞準則與損傷準則
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單向壓縮試驗的實例教程
【iSolver案例分享】鋁制易拉罐的單向壓縮試驗
一、模型背景
鋁制易拉罐的模型尺寸如圖一,壁厚為1mm,采用iSolver和Abaqus通用求解器分別求解該鋁制易拉罐在單向受壓情況下的應力應變分布情況。
圖一
二、建模
模型采用的單位制為 噸、毫米、牛、秒。鋁的密度取為7.85t/m3,彈性模量為215GPa,泊松比為0.33。
建模時，為節約計算成本，充分利用易拉罐的軸對稱性建立四分之一模型。模型邊界條件如圖二。模型底部固定，頂部施加均布力，四分之一模型的兩個側橫截面為軸對稱邊界。
模型的網格劃分情況如圖三。
圖二
圖三
三、Abaqus結果
1) 易拉罐側面應力分布圖
2) 易拉罐頂部應力分布圖
3) 易拉罐底部應力分布圖
4) 易拉罐頂面應力分布圖
5) 易拉罐側面應變分布圖
6) 易拉罐頂面應變分布圖
四、iSolver計算
Abaqus計算以后會自動生成inp文件。我們將inp文件導入到iSolver中進行求解。導入方式如下所示。
展開 【問題描述】
模擬單向壓縮試驗，材料在壓縮過程中，發生了塑性變形。現在已知其變形過程中真實應力與塑性應變曲線，要用軟件復現此過程。
已知：圓柱試樣直徑為30mm，高50mm。壓頭將其壓縮20mm。
材料的彈性模量為210e3MPa,泊松比為0.3，
材料的真實應力-塑性應變列表如下
【問題分析】
分析類型：因為是緩慢加載的，使用靜力學分析。由于是接觸問題，為了保證收斂，使用兩個分析步，第一個分析步稍微有接觸，第二個分析步則壓縮20mm
幾何模型：由于是軸對稱，使用軸對稱類型。對式樣使用變形體，對壓頭使用解析剛體；創建時使得壓頭和式樣距離5mm。
材料模型：彈塑性材料，按照給定的數據分別輸入彈性數據和塑性數據表格。
交互作用：壓頭和試件之間使用無摩擦接觸。
邊界條件：試件底邊沒有豎直位移；壓頭分兩次下移，第一次是-5.001mm,第二次達到-25mm
【求解步驟】
1. 創建部件
創建兩個部件
均為軸對稱，前一個是變形體
后一個是壓頭，剛體，并在其中點創建參考點。
2. 創建材料和截面屬性
創建材料，其彈性屬性
塑性屬性
創建均值實體截面，并與上述材料屬性關聯
將上述截面屬性賦予給式樣。
3. 創建裝配
將上述二部件裝配在一起
4. 設置分析步
除了系統默認的分析步外，設置兩個分析步
兩個分析步都打開大變形開關，其中第二個分析步設置時間增量如下
即大致希望對于該分析步設置20個載荷子步。
5. 定義接觸
首先定義無摩擦的接觸
然后選取直線的下方，試件的上面直線作為接觸面，并引用上述接觸屬性創建無摩擦的接觸
6.
展開 【問題描述】
模擬單向壓縮試驗，材料在壓縮過程中，發生了塑性變形。現在已知其變形過程中真實應力與塑性應變曲線，要用軟件復現此過程。
已知：圓柱試樣直徑為30mm，高50mm。壓頭將其壓縮20mm。
材料的彈性模量為210e3MPa,泊松比為0.3，
材料的真實應力-塑性應變列表如下
【問題分析】
分析類型：因為是緩慢加載的，使用靜力學分析。由于是接觸問題，為了保證收斂，使用兩個分析步，第一個分析步稍微有接觸，第二個分析步則壓縮20mm
幾何模型：由于是軸對稱，使用軸對稱類型。對式樣使用變形體，對壓頭使用解析剛體；創建時使得壓頭和式樣距離5mm。
材料模型：彈塑性材料，按照給定的數據分別輸入彈性數據和塑性數據表格。
交互作用：壓頭和試件之間使用無摩擦接觸。
邊界條件：試件底邊沒有豎直位移；壓頭分兩次下移，第一次是-5.001mm,第二次達到-25mm
【求解步驟】
1. 單元類型
單元選擇182單元，并設置為軸對稱約束。
2.材料模型
設置材料的彈性屬性，如下圖所示：
再設置材料的塑性模型，如下圖所示：
3.創建幾何模型
創建一個矩形面和一條線，顯示的線體模型如下圖所示：
4.劃分網格
劃分矩形面單元，單元尺寸設置為1.5mm，使用自由網格劃分方式，如下圖所示：
5.創建接觸
壓頭為剛性體，使用剛柔接觸，其中剛性體選擇上面的線，剛性體的控制點可以選擇在幾何體的質量中心；柔性體選擇矩形的兩側面的線和上面的線，其余保持默認，創建完成之后，注意接觸面的法線方向。
展開 例如，下面的語句定義了圖6-2所示的塑性材料數據（由鋼的單向壓縮試驗而得到）
*Material, name = Material-1
*Elastic
21000, 0.3
*Plastic
418, 0
500. 0.01581
605. 0.02983
695. 0. 056
780, 0.095
829. 0.15
882. 0.25
908, 0.35
921, 0.45
932, 0.55
955, 0.65
988, 0.5
1040. 0.85
☆提示：關鍵詞*PLASTIC下面各個數據行中的塑性應變必須按照遞增的順序排列，否則在運行時會出現以下錯誤信息：
ERROR： THE INDEPENDENT VARIABLES MUST BE ARRANGED IN ASCENDING ORDER"
☆提示：上例中的最大塑性應變為0.85，相應的真實應力為1040MPa,其含義為：材料的應力達到1040MP后，材料變為理想塑性（圖6-2中的虛線部分）.即材料會持續變形，直到應力降至小于或等于1040MPa，換言之，在理想塑性狀態下,應力和應變值不是一一對應的。而這有可能會造成收斂問題。因此，在設定關鍵詞*PLASTIC的塑性數據時，應盡可能讓其中最大的真實應力和塑性應變大于模型中可能出現的應力應變值。
☆提示：塑性應變較小時，由單向拉伸試驗和單向壓縮試驗所得到的真實應力-真實應變關系曲線是基本一致的。當塑性應變很大時，單向拉伸試瞼中的試樣會出現縮頸.而単向壓縮試驗中摩擦力的影響變大，試樣會出現鼓形，因此這兩種試驗的結果在塑性應變很大時都是不精確的.用戶應該仔細考察大變形分析結果的準確性。
在同一個模型中可以混合使用彈塑性材料和線彈性材料。
展開 試驗數據處理
常規金屬材性實驗一般可以獲得三種數據：試驗機荷載、試驗機位移、引伸計測得的應變。然而，引伸計一般在獲得后0.05應變后便取下，這意味著獲得不到應力-應變全過程曲線。筆者的解決方法是，舍去彈性階段的試驗機位移，利用塑性階段應力相等與剛度相等原則處理位移數據，獲得塑性階段的應變數據，再與引伸計應變數據拼接，從而得到一條完整的應力-應變曲線。
下文以1.5mm鋼板的材性試驗以例進行數據處理與有限元分析。圖2為其中一個試樣的處理結果，其中“Extensometer”為引伸計獲得，“Facility”為試驗機位移經處理后獲得。
圖2 應力-應變全曲線
有限元模型
材料模型
有了應力-應變數據，即可建立本構模型。同材料的彈、塑性行為，所有應力-應變關系應為真實應力-應變關系。對于起始準則，通過應力-應變數據提取起初斷裂應變
。本例中斷裂應變、應力三軸度與應變率分別取為0.221、0.333、0。
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模型：常規態近場動力學
語言：Fortran
可實現完整多晶巖石或帶預制裂紋多晶巖石的單軸壓縮試驗的數值模擬，可出應力-應變曲線、損傷等演化過程。
（贈送代碼使用指導）
復合材料因其卓越的比強度、比剛度和可設計性，在航空航天、軌道交通、汽車工業等高端裝備領域獲得了廣泛應用。其中，壓縮性能是評價復合材料結構承載能力的關鍵指標，然而，由于其各向異性、層間強度相對較低等特點，壓縮性能的準確測試一直是材料測試領域的難點和重點。
復合材料壓縮測試方法多樣，其核心區別在于載荷引入方式，不同的方式對應著不同的應用場景和材料類型。
0
1
ASTM
Abaqus纖維金屬層合板沖擊后壓縮試驗！（glare板）
已實現層合板斷裂，且已解決網格畸變問題，層間內插cohesive單元，補片與母體間采用cohesive膠接，模型采用hashin失效準則
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Abaqus纖維復合材料層合板沖擊后壓縮試驗！已實現層合板斷裂，且已解決網格畸變問題，層間內插cohesive單元，補片與母體間采用cohesive膠接，模型采用puck失效準則；內附有cae，inp文件，不包含vumat子程序，僅做建模學習使用，適合初學者! 自做模型
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https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1836426
第 20 篇：地基中波的傳播特性
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1842480
第21篇：自主化圓柱建模及靜力分析
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1845836
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第 22 篇：鋁制易拉罐的單向壓縮試驗
曹 斌１，李金榮１，于 洋１，鮑 軍１，朱權琛１，王殿禹２
（１.合肥通用機械研究院有限公司，壓縮機技術國家重點實驗室，合肥通用機電產品檢測院，安徽合肥 ２３００３１；２.合肥工業大學，安徽合肥 ２３００３１）
論文價值的評定意見：
壓縮機工作過程中的振動噪聲是評價其設計制造水平的重要技術性能指標之一，對于轉子式壓縮機轉軸的振動進行分析評價和優化對于改善整機振動噪聲有重要意義。
