材料擬合
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
材料擬合的視頻教程
Altair材料擬合工具介紹網(wǎng)絡(luò)研討會
本場研討會將為您介紹： 1.AMM材料擬合工具簡介； 2.工具使用介紹； 3.MD復(fù)材使用介紹
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寧博士CAE：ANSYS超彈材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線的擬合及材料參數(shù)確定
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材料擬合的實例教程
STEP 1：選擇材料庫中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測試數(shù)據(jù)、雙軸測試數(shù)據(jù)、剪切測試數(shù)據(jù)。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數(shù)據(jù)越多，擬合數(shù)據(jù)材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關(guān)注的材料行為有關(guān)。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數(shù)據(jù)，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)curve fitting選項。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數(shù)便復(fù)制到定義的橡膠本構(gòu)模型中了。另外，擬合的曲線和實驗曲線均會在圖片中顯示出來，可以對比其重合度，測試哪種本構(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
展開 STEP 1：選擇材料庫中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測試數(shù)據(jù)、雙軸測試數(shù)據(jù)、剪切測試數(shù)據(jù)。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數(shù)據(jù)越多，擬合數(shù)據(jù)材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關(guān)注的材料行為有關(guān)。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數(shù)據(jù)，注意是工程材料曲線。
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)curve fitting選項。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數(shù)便復(fù)制到定義的橡膠本構(gòu)模型中了。另外，擬合的曲線和實驗曲線均會在圖片中顯示出來，可以對比其重合度，測試哪種本構(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
展開 input_files_parameter_identification.zip
通過lsopt擬合未知材料參數(shù)，對于模擬中用到的特殊的材料本構(gòu)模型有很強的實用性，一起學(xué)習(xí)
01 引子
橡膠材料是典型的超彈性材料，要獲取超彈性材料本構(gòu)模型（常見有Mooney-Rivlin、Ogden、Yeoh等），一般需要做一系列標準橡膠試驗并進行數(shù)據(jù)擬合。
本例演示了ANSYS對超彈性材料的曲線擬合能力，并通過有限元分析與拉扭試驗的對比，驗證所建立的本構(gòu)模型的有效性。
常見的橡膠標準拉伸試驗
02 案例介紹
現(xiàn)需要一個本構(gòu)模型來匹配硫化天然橡膠材料在各種變形模式下的100%工程應(yīng)變的行為。
本例中，已通過試驗（單軸、雙軸和平面拉伸試驗）獲取了橡膠的實驗數(shù)據(jù)。使用這些數(shù)據(jù)，通過超彈性擬合能力確定本構(gòu)模型的參數(shù)，可以擬合3參、5參和9參的Mooney-Rivlin超彈性模型。
試驗數(shù)據(jù)
同時對橡膠進行了拉扭實驗（將條形試件的兩端夾入測試儀器中，然后將試樣拉伸到原尺寸長度的50%，并將試樣的一端扭四圈）。試樣與ASTM D1043中規(guī)定的試樣相似，如下圖所示：
拉扭試驗條形試件
使用擬合得出的Mooney-Rivlin超彈性模型（5參為例）對拉扭試驗就行有限元分析，并與試驗結(jié)果相對比，據(jù)此判斷前面擬合得出的本構(gòu)模型能否反映橡膠材料的真實行為。
模型采用SOLID186單元，兩端夾鉗區(qū)域采用MPC算法綁定到定位點。
有限元模型示意圖
按照拉扭試驗的加載順序：
step1：對兩端夾持區(qū)域施加試件厚度25%的壓縮位移，模擬夾具對試件的夾持作用。
step2：通過移動一側(cè)的夾持區(qū)域（剛性接觸面），同時固定另一側(cè)夾持區(qū)域，模擬拉伸到50%的拉伸狀況。
展開 將以上數(shù)據(jù)總結(jié)如下表所示：
材料類型
Sbe
循環(huán)次數(shù)
臨界極限強度
鋼材—鐵素體
0.58×Su
106
鋼材—鐵素體+珠光體
0.38×Su
106
鋼材—珠光體
0.38×Su
106
鋼材—未回火的馬氏體
0.26×Su
106
鋼材—回火馬氏體
0.55×Su
106
鋼材—回火馬氏體+回火貝氏體
0.5×Su
106
鋼材—回火貝氏體
0.5×Su
106
鋼材—奧氏體
0.37×Su
106
鍛鋼
0.5×Su
106
Su＜1400MPa
鍛鋼
700MPa
106
Su≥1400MPa
鑄鐵
0.4×Su
5×107
鋁合金
0.4×Su
5×108
Su＜336MPa
鋁合金
130MPa
5×108
Su≥336MPa
金屬磨具鑄鋁
80MPa
5×108
砂鑄鋁
55MPa
5×108
總結(jié)：通過本貼的方法可以根據(jù)材料抗拉強度估算出一個可用的S-N曲線，估算的方法是從大量試驗數(shù)據(jù)總結(jié)出來的，該方法也是Optistruct和HyperLife用來擬合S-N曲線的方法。由于材料加工工藝、表面處理工藝的不同，需要對擬合出的S-N曲線進行修正才能更加符合實際情況，修正方法將在下一個帖子介紹。
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材料擬合的最新內(nèi)容
03
無縫銜接
擬合出的材料參數(shù)可直接導(dǎo)入 Ansys、Abaqus、MSC.Marc 等主流仿真軟件，無縫對接您的設(shè)計與分析流程。
準確的仿真，始于準確的材料模型。
如果您正在為橡膠材料參數(shù)的準確性困擾，或希望提升仿真的預(yù)測精度，歡迎掃描下方二維碼或點擊文章底部閱讀原文與我們聯(lián)系，獲取技術(shù)咨詢或探討測試方案。
最關(guān)鍵的影響在于仿真領(lǐng)域：材料等雙軸拉伸試驗的應(yīng)變范圍小，將直接導(dǎo)致無法準確擬合材料超彈性本構(gòu)模型（如Yeoh、Ogden模型）的參數(shù)。
本構(gòu)模型的擬合，本質(zhì)上是利用試驗數(shù)據(jù)來“校準”一個數(shù)學(xué)公式。如果校準所用的數(shù)據(jù)（試驗應(yīng)變范圍）遠小于實際使用工況，那么在此范圍之外的模型預(yù)測行為就等同于“無據(jù)可依”的外推（如下圖所示），其準確性無法保證。
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</figure><p class="ql-align-center">圖5 橡膠材料擬合和材料穩(wěn)定性</p><p
Ansys 超彈性橡膠材料仿真分析』研討會為您展開介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：11月11日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：
本次網(wǎng)絡(luò)研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構(gòu)的選取、基于測試數(shù)據(jù)的材料參數(shù)擬合
source=jishulink
時間：11月11日（星期二），16:00 - 17:00
內(nèi)容簡介：本次網(wǎng)絡(luò)研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構(gòu)的選取、基于測試數(shù)據(jù)的材料參數(shù)擬合、非線性計算設(shè)置與收斂性調(diào)試等關(guān)鍵技術(shù)。 此外，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM。
內(nèi)容簡介： 本次網(wǎng)絡(luò)研討會主要介紹Ansys超彈性橡膠材料分析方案，聚焦于超彈性本構(gòu)的選取、基于測試數(shù)據(jù)的材料參數(shù)擬合、非線性計算設(shè)置與收斂性調(diào)試等關(guān)鍵技術(shù)。 此外，還將簡要介紹Ansys最新收購的聚合物材料建模工具PolymerFEM。
立即報名：https://v.ansys.com.cn/live/96DnAY01?
基本原理簡要介紹
3.FDTD人機交互界面介紹
3.1 主窗口布局及組件介紹
3.2 菜單欄與工具欄介紹
3.3 模型樹與物件庫(結(jié)構(gòu)組、分析組)介紹
3.4 腳本提示與腳本編輯窗口實踐
4.FDTD上手實操
4.1 材料庫與數(shù)據(jù)導(dǎo)入
4.2 基本幾何形體的使用
4.3 激勵光源的選擇
4.4 仿真區(qū)大小及網(wǎng)格劃分策略
4.5 監(jiān)視器的使用
4.6 計算資源配置與材料擬合
11月7日 丨10:00-11:30
1.AMM材料擬合工具簡介；
2.工具使用介紹；
3.MD復(fù)材使用介紹。
總結(jié)：
綜上所述，電連接器領(lǐng)域的冷熱沖擊仿真分析，需要考慮界面接觸、注塑殘余應(yīng)力、玻纖方向、熔接線的影響，對于有玻纖的材料，需要使用Digimat等軟件進行復(fù)合材料擬合，與模流軟件及結(jié)構(gòu)類軟件進行聯(lián)合仿真，CAE仿真分析結(jié)果可能才會趨于實際試驗結(jié)果；
此次分析結(jié)果沒有考慮嵌入件在合模、注塑過程的預(yù)應(yīng)力影響，在實際產(chǎn)品注塑過程中，嵌入件合模受壓或者注塑過程因為注塑壓力不均導(dǎo)致嵌入件有預(yù)應(yīng)力存在
軟件內(nèi)置涵蓋多孔吸聲材料、纖維復(fù)合材料、彈性體等 120 + 類材料的聲學(xué)特性數(shù)據(jù)庫，支持自定義材料參數(shù)擬合，結(jié)合 1D/2D/3D 多維度單元庫（含無限元、邊界元、周期性結(jié)構(gòu)單元），可高效處理復(fù)雜邊界條件（如非均勻聲場、運動邊界、聲阻抗邊界），計算精度滿足 ISO 3744/3745 等國際聲學(xué)測試標準要求。
