應(yīng)力應(yīng)變圖
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2022-01-24
應(yīng)力應(yīng)變圖的視頻教程
由名義應(yīng)力-名義應(yīng)變到真應(yīng)力-真應(yīng)變的公式推導(dǎo)
本視頻運(yùn)用定積分的定義詳細(xì)地推導(dǎo)了由名義應(yīng)力-名義應(yīng)變到真應(yīng)力-真應(yīng)變的公式，覺(jué)得有收獲的小伙伴兒，給點(diǎn)個(gè)贊或者評(píng)論區(qū)鼓勵(lì)一下哦。
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python自動(dòng)將實(shí)驗(yàn)得到的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線轉(zhuǎn)換為L(zhǎng)SDYAN能用的有效應(yīng)力應(yīng)變曲線
可以用python寫的軟件來(lái)將實(shí)驗(yàn)得到的工程應(yīng)力應(yīng)變曲線轉(zhuǎn)變?yōu)長(zhǎng)SDYNA里計(jì)算的有效應(yīng)力應(yīng)變曲線
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如何準(zhǔn)確獲取高應(yīng)變速率拉伸性能的應(yīng)力應(yīng)變曲線
準(zhǔn)靜態(tài)拉伸測(cè)試一般以較低的應(yīng)變率進(jìn)行（一般實(shí)驗(yàn)室使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行），常用于測(cè)量材料的靜態(tài)力學(xué)性能，如拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度等。而高速拉伸測(cè)試則以較高的應(yīng)變率進(jìn)行，更符合實(shí)際工程情況下的瞬態(tài)負(fù)載。 應(yīng)力應(yīng)變曲線（圖片來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)） 高速拉伸測(cè)試中的應(yīng)變率往往更高，可以通過(guò)較短的時(shí)間內(nèi)施加更大的應(yīng)變。這使得材料在考察其瞬態(tài)響應(yīng)和動(dòng)態(tài)變形行為時(shí)更加真實(shí)可靠。
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應(yīng)力應(yīng)變圖的實(shí)例教程
應(yīng)力-應(yīng)變曲線為設(shè)計(jì)工程師提供了一長(zhǎng)串應(yīng)用設(shè)計(jì)所需的重要參數(shù)。應(yīng)力-應(yīng)變圖為我們提供了許多機(jī)械特性，例如強(qiáng)度、韌性、彈性、屈服點(diǎn)、應(yīng)變能、回彈力和負(fù)載過(guò)程中的伸長(zhǎng)率。
應(yīng)力-應(yīng)變曲線是開(kāi)始研究材料時(shí)遇到的第一個(gè)材料強(qiáng)度圖之一。
雖然它實(shí)際上并不難，但一開(kāi)始可能看起來(lái)有點(diǎn)令人摸不著頭腦。
什么是應(yīng)變？
應(yīng)變定義為尺寸變化與金屬初始尺寸的比率。它沒(méi)有單位。
存在三種類型的應(yīng)變：法向、體積和剪切。
法向應(yīng)變（或縱向應(yīng)變）僅涉及一維的變化，例如長(zhǎng)度。
應(yīng)變計(jì)算公式為：
ε=(l*l 0 )/l 0，其中
l 0為起始或初始長(zhǎng)度（mm）
l 為拉伸長(zhǎng)度（mm）
例如，如果某個(gè)力將金屬的長(zhǎng)度從 100 毫米更改為 101 毫米，則法向應(yīng)變將為 (101-100)/100 或 0.01。
根據(jù)外力的方向，法向應(yīng)變可能為正或?yàn)樨?fù)，因此會(huì)影響原始長(zhǎng)度。
為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，我們?cè)谖恼轮兄挥懻撜?em>應(yīng)變。因此，每次我們使用應(yīng)變這個(gè)詞時(shí)，它都會(huì)指代正常應(yīng)變。一旦我們理解了正常應(yīng)變，就很容易將同樣的理解擴(kuò)展到其他兩個(gè)。
壓力和應(yīng)變
每當(dāng)負(fù)載作用在物體上時(shí)，它就會(huì)在材料中產(chǎn)生應(yīng)力和應(yīng)變。
讓我們以足球?yàn)槔．?dāng)你試圖擠壓它時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生阻力。提供的阻力是誘導(dǎo)應(yīng)力，而尺寸變化代表應(yīng)變。
應(yīng)變導(dǎo)致應(yīng)力。當(dāng)施加導(dǎo)致變形的力時(shí)，材料試圖通過(guò)設(shè)置內(nèi)部應(yīng)力來(lái)保持其主體結(jié)構(gòu)。
如何繪制應(yīng)力-應(yīng)變曲線？
繪制應(yīng)力應(yīng)變曲線的最常用方法是對(duì)試件的一根桿進(jìn)行拉伸試驗(yàn)。
這是使用萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)完成的。它有兩個(gè)爪子，可以抓住桿的兩個(gè)極端并以均勻的速度拉動(dòng)它。
記錄施加的力和產(chǎn)生的應(yīng)變，直到發(fā)生斷裂。然后將這兩個(gè)參數(shù)繪制在 XY 圖上以獲得熟悉的圖。
展開(kāi) ■劉文斌/型創(chuàng)科技 技術(shù)總監(jiān)
噴泉流動(dòng)(FountainFlow)
塑膠材料和金屬材料最大的性質(zhì)差異，可以由材料的應(yīng)變( 變形量值) 和材料模數(shù)(modulus- 楊氏模數(shù)，彈性模數(shù)) 之間的變化關(guān)系來(lái)區(qū)別。塑膠材料的應(yīng)力- 應(yīng)變參數(shù)的變化性質(zhì)是在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上重要的參考依據(jù)。
圖1: 金屬材料的應(yīng)力- 應(yīng)變曲線圖
圖1。顯示為金屬材料典型的應(yīng)力- 應(yīng)變曲線圖，在此曲線上包含著一段線性比例關(guān)系的區(qū)域，此區(qū)域的材料行為符合所謂的虎克定律(Hook’sLaw) 彈性行為。此彈性區(qū)域的材料模數(shù)( 楊氏模數(shù)，彈性模數(shù)) 為一常數(shù)定值；所謂模數(shù)Modulus=(stress)/(strain) 即為應(yīng)力-應(yīng)變曲線上的對(duì)應(yīng)斜率，在此彈性區(qū)域上可以藉由簡(jiǎn)單的應(yīng)變量值與起始彈性模數(shù)的乘積，來(lái)計(jì)算出應(yīng)力值，可作為產(chǎn)品設(shè)計(jì)上的參考依據(jù)。
圖2: 塑膠材料的應(yīng)力- 應(yīng)變曲線圖
另外，如上圖2。則顯示塑膠材料典型的應(yīng)力- 應(yīng)變曲線圖，由圖型中可知塑膠材料的彈性區(qū)域- 或線性比例區(qū)域，只存在于起始原點(diǎn)附近非常小的區(qū)域內(nèi)，整體的應(yīng)力- 應(yīng)變曲線則呈現(xiàn)較大的圓弧形狀，而且模數(shù)( 曲線的斜率) 會(huì)隨著應(yīng)變的量值變化而逐漸改變，所以塑料的材料特性是會(huì)表現(xiàn)應(yīng)變是模數(shù)的函數(shù)，模數(shù)將會(huì)隨應(yīng)變量不同而變化不同( 不是一個(gè)定值)。所以塑膠材料和金屬材料不同，塑膠材料的破壞應(yīng)力值將會(huì)小于起始彈性模數(shù)與應(yīng)變的乘積值。
針對(duì)塑膠材料的設(shè)計(jì)考慮上，并不能像金屬一樣直接使用彈性模數(shù)與變形量的乘積來(lái)作為破壞應(yīng)力的設(shè)計(jì)，塑膠材料的使用范圍是在較大應(yīng)變量區(qū)域，因?yàn)橐呀?jīng)超出線性比例的彈性范圍外，所以在產(chǎn)品破壞應(yīng)力設(shè)計(jì)上，需要考慮在起始比例線性彈性模數(shù)范圍外的應(yīng)力- 應(yīng)變關(guān)系。如下圖3。
展開(kāi) 你可以做的事情就是我們先可以先定住這張圖上面的坐標(biāo)。一開(kāi)始就是（0,0）。 那x 軸的話就是（0.08,0）。那y 軸是（0,2000）。這時(shí)候他就已經(jīng)幫我們定義好這些比例的。所以接著。我們就可以直接把這個(gè)數(shù)據(jù)做點(diǎn)選。在點(diǎn)選的過(guò)程中呢，你可以按住你可以按ctrl +z。
可以u(píng)ndo。你可以粗略的去點(diǎn)選，但是它中間就是一個(gè)線段直線段，那這個(gè)是非常彈性的話，我們可以直接在這邊點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)，他就直接幫我們拉過(guò)來(lái)了。所以你可以很快速的把你所看到的圖，你找到的資料，這些數(shù)據(jù)呢全部都保存為一個(gè)c s v 的文件。
把這個(gè)檔案打開(kāi)，就可以看到應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。這樣子取得數(shù)據(jù)工程大部分就是工程應(yīng)力應(yīng)變。需要再去做一些真應(yīng)力應(yīng)變轉(zhuǎn)換。
博主qq：443941211
展開(kāi) 對(duì)于無(wú)明顯屈服的金屬材料，規(guī)定以產(chǎn)生0.2%殘余變形的應(yīng)力值為其屈服極限。
階段3：強(qiáng)化階段
特征：當(dāng)應(yīng)力超過(guò)σs后，試樣發(fā)生明顯而均勻的塑性變形，若使試樣的應(yīng)變增大，則必須增加應(yīng)力值，這種隨著塑性變形的增大，塑性變形抗力不斷增加的現(xiàn)象稱為加工硬化或形變強(qiáng)化。
重要概念：當(dāng)應(yīng)力達(dá)到σb時(shí)試樣的均勻變形階段即告終止，此最大應(yīng)力σb稱為材料的強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度，它表示材料對(duì)最大均勻塑性變形的抗力。材料在拉伸破壞之前能承受的最大應(yīng)力。
階段4：局部變形
特征：在σb值之后，試樣開(kāi)始發(fā)生不均勻塑性變形并形成縮頸，應(yīng)力下降，最后應(yīng)力達(dá)到σf時(shí)試樣斷裂。
重要概念：σf為材料的條件斷裂強(qiáng)度，它表示材料對(duì)塑性的極限抗力。
上述應(yīng)力-應(yīng)變曲線中的應(yīng)力和應(yīng)變是以試樣的初始尺寸進(jìn)行計(jì)算的，事實(shí)上，在拉伸過(guò)程中試樣的尺寸是在不斷變化的，此時(shí)的真實(shí)應(yīng)力σ應(yīng)該是瞬時(shí)載荷（P）除以試樣的瞬時(shí)截面積（A），即：σ=P/A；
同樣，真實(shí)應(yīng)變ε應(yīng)該是瞬時(shí)伸長(zhǎng)量除以瞬時(shí)長(zhǎng)度dε=dL/L。下圖是真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線
它不像應(yīng)力-應(yīng)變曲線那樣在載荷達(dá)到最大值后轉(zhuǎn)而下降，而是繼續(xù)上升直至斷裂，這說(shuō)明金屬在塑性變形過(guò)程中不斷地發(fā)生加工硬化，從而外加應(yīng)力必須不斷增高，才能使變形繼續(xù)進(jìn)行，即使在出現(xiàn)縮頸之后，縮頸處的真實(shí)應(yīng)力仍在升高，這就排除了應(yīng)力-應(yīng)變曲線中應(yīng)力下降的假象。
—End—
CAE仿真與數(shù)值模擬微信公眾號(hào)，主要介紹CAE仿真與數(shù)值模擬的知識(shí)與應(yīng)用。通過(guò)論壇，博客，論文，案例等為大家?guī)?lái)知識(shí)食糧。
展開(kāi) 記得研三找工作的時(shí)候，第一次面試，就被面試官問(wèn)了工程應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)力有什么區(qū)別的問(wèn)題，只記得當(dāng)時(shí)簡(jiǎn)單的回答，一個(gè)是變形前的，一個(gè)是變形后的。兩者具體的關(guān)系如何，做完拉伸實(shí)驗(yàn)，如何處理數(shù)據(jù)，才能得到有限元仿真軟件的材料模型中的應(yīng)力應(yīng)變曲線；下面將以簡(jiǎn)單的拉伸實(shí)驗(yàn)為例詳細(xì)講解下。
工程應(yīng)力：施加的外力除以樣件最初的受力面積，即名義應(yīng)力。
真實(shí)應(yīng)力：施加的外力除以樣件真實(shí)的受力面積（隨時(shí)間的變化，樣件會(huì)發(fā)生頸縮，受力面積會(huì)變小）。
工程應(yīng)變：樣件的伸長(zhǎng)變化量除以初始的樣件的長(zhǎng)度，即名義應(yīng)變。”名義“是指我們不考慮一步步的中間過(guò)程，只看開(kāi)始和結(jié)尾，根據(jù)兩者的變化求得應(yīng)變。這也是為了工程上應(yīng)用的方便。
真實(shí)應(yīng)變：微小材料元素承受應(yīng)力時(shí)所產(chǎn)生的變形強(qiáng)度（或簡(jiǎn)稱為單位長(zhǎng)度變形量）的疊加量。假定樣件初始長(zhǎng)度為L(zhǎng)0，最終長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，樣件中間經(jīng)歷的過(guò)程的長(zhǎng)度為L(zhǎng)01，L02…Ln-1 ,Ln，真實(shí)的應(yīng)變是每一微小步應(yīng)變之和，即：
真實(shí)應(yīng)力和工程應(yīng)力的關(guān)系如下：
真實(shí)應(yīng)變和工程應(yīng)變的關(guān)系如下：
在彈性區(qū)間內(nèi)，真實(shí)應(yīng)力等于工程應(yīng)力，真實(shí)應(yīng)變和工程應(yīng)變相等。
當(dāng)材料發(fā)生塑性之后，真實(shí)應(yīng)力真實(shí)應(yīng)變曲線，不像工程應(yīng)力-工程應(yīng)變曲線那樣在載荷達(dá)到材料的抗拉強(qiáng)度之后轉(zhuǎn)而下降，而是繼續(xù)上升直至斷裂，這說(shuō)明金屬在塑性變形過(guò)程中不斷地發(fā)生加工硬化，從而外加應(yīng)力必須不斷增高，才能使變形繼續(xù)進(jìn)行，即使在出現(xiàn)縮頸之后，縮頸處的真實(shí)應(yīng)力仍在升高（如下圖所示），這就排除了應(yīng)力-應(yīng)變曲線中應(yīng)力下降的假象。
真實(shí)應(yīng)變在一些能夠承受大變形的材料中很常用，在有限元使用中，要考慮變形的大小，F(xiàn)EA中發(fā)生塑性變形的材料，一般都采用真實(shí)應(yīng)力應(yīng)變曲線。
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應(yīng)力應(yīng)變圖的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
應(yīng)力應(yīng)變圖的最新內(nèi)容
圖2 應(yīng)力應(yīng)變曲線
1.2 獲取途徑
工程應(yīng)力應(yīng)變曲線的獲取主要有三種途徑，各有優(yōu)劣。
第一種方式是向材料供應(yīng)商直接索取，這是最理想的信息來(lái)源，尤其對(duì)于成熟牌號(hào)的商業(yè)材料，供應(yīng)商通常能提供完整的測(cè)試報(bào)告。
第二種方式是委托第三方實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，這種方法獲得的數(shù)據(jù)最為準(zhǔn)確可靠，但成本較高，適用于對(duì)仿真精度要求極高的關(guān)鍵零部件。
基于Ramberg-Osgood計(jì)算模型
1.用于常用材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線繪制及數(shù)據(jù)擬合生成
2.可繪制工程應(yīng)力-應(yīng)變曲線及輸出數(shù)據(jù)
3.可繪制真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變曲線及輸出數(shù)據(jù)
4.可繪制用于有限元分析的應(yīng)力-應(yīng)變曲線及輸出數(shù)據(jù)
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有限元后處理直接與數(shù)據(jù)圖片處理、論文撰寫相關(guān)，除了典型的應(yīng)力張量與應(yīng)變張量外，ABAQUS還提供了大量可供使用者讀取的其他應(yīng)力/應(yīng)變/損傷參數(shù)，這都有助于結(jié)果的分析。今天喵星人就教你讀懂其中的應(yīng)力、應(yīng)變及損傷的后處理細(xì)節(jié)。
一、應(yīng)力相關(guān)
根據(jù)用戶手冊(cè)及后處理分類，ABAQUS提供了三類典型的后處理變量：
1.不變量
不變量的定義是指張量在坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)下保持不變的量。這些量反映了材料內(nèi)在的力學(xué)狀態(tài)
一套基于 MATLAB/Fortran 編寫的二維鍵基近場(chǎng)動(dòng)力學(xué)（Bond-based Peridynamics）數(shù)值仿真代碼。程序采用經(jīng)典的動(dòng)態(tài)松弛算法（Dynamic Relaxation），將動(dòng)力學(xué)方程轉(zhuǎn)化為解決準(zhǔn)靜態(tài)問(wèn)題的工具，模擬二維材料在單軸壓縮載荷下的響應(yīng)及裂紋擴(kuò)展過(guò)程。
準(zhǔn)靜態(tài)模擬方案：利用動(dòng)態(tài)松弛代碼，通過(guò)人為阻尼迭代，穩(wěn)定求解準(zhǔn)靜態(tài)單軸壓縮過(guò)程。
</p><p>根據(jù)GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，混凝土單軸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系如圖：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202604/56bee8f7fd4ff83ffa32a76264763cf8.png"></p><p>根據(jù)GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范，混凝土單軸受壓應(yīng)力應(yīng)變曲線可按下列公式確定：</p><p>
圖 4(a) 為單單元模型在不同 FS 下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，圖中不同的 FS 所對(duì)應(yīng)的曲線重合，這是因?yàn)?在沒(méi)有剪應(yīng)力參與的條件下，不同的 FS 所控制的纖維拉伸失效準(zhǔn)則可以被簡(jiǎn)化為最大應(yīng)力準(zhǔn)則。
圖 4(b) 為單單元模型在不同 E11T 下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。
圖8 不同應(yīng)變速率下拉伸試樣的信噪比
經(jīng)過(guò)信噪比優(yōu)化后鑄鐵和鑄鋁在不同應(yīng)變速率下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖9所示。由于選擇的材料對(duì)應(yīng)變速率不敏感，因此當(dāng)應(yīng)變速率增加時(shí)，抗拉強(qiáng)度和斷后伸長(zhǎng)率等沒(méi)有明顯變化。
利用參數(shù)優(yōu)化軟件對(duì)有效應(yīng)力-有效塑性應(yīng)變曲線設(shè)定的控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，獲得優(yōu)化后的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。圖4a,c和e所示的是優(yōu)化前后的有效應(yīng)力-有效塑性應(yīng)變曲線。
Abaqus平均應(yīng)力和應(yīng)變提取7個(gè)月前
利用python腳本對(duì)ODB文件中單元集里所有積分點(diǎn)的應(yīng)力及應(yīng)變進(jìn)行自動(dòng)提取并計(jì)算平均值
能夠得到每一幀的應(yīng)力和應(yīng)變平均值，并保存到CSV文件中
所得到的應(yīng)力包括S11,S22,S33,S12,S13,S23以及Mises七個(gè)應(yīng)力平均值，以及E11,E22,E33,E12,E13,E23六個(gè)應(yīng)變平均值
設(shè)計(jì)依據(jù)
軟件依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》附錄C.2 混凝土本構(gòu)關(guān)系章節(jié)設(shè)計(jì)，混凝土的單軸應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖C.2.3所示。
