蠕變
關注創建者：Dyna_User 創建時間：2016-11-28
蠕變的視頻教程
原創-Abaqus蠕變分析（U型彈片）-應力松弛&蠕變變形
使用Abaqus進行了U型彈片的蠕變分析，分為兩種加載方式：位移加載和恒力加載。 前者由于蠕變現象發生應力松弛，造成彈片“彈力”的降低；后者在恒力作用下發生蠕變變形。 購買前可加QQ1224294049，咨詢本視頻相關內容。購買后索取cae文件。
￥50 27分鐘 1332播放
查看
Ncode designlife 蠕變疲勞分析
1、蠕變概念和機理? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2、Larson和Chaboche蠕變模型? ? ? ? ? ? ? ? ?? 3、Larson和Chaboche材料特性? ? ? ? ? ? ? ? ?? 4、有限元模型搭建? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5、混合載荷中時間序列輸入與處理? ? ? ? ? ?
￥80 1小時43分鐘 1606播放
查看
蠕變的實例教程
1、蠕變與疲勞概念
金屬的蠕變和疲勞是兩個概念，蠕變指的是金屬在高于金屬熔點的0.3倍的環境下工作時候，即使受力的大小不變，其應變也會持續增大，直到最后斷裂。
具體分為三個階段：
①初始蠕變或過渡蠕變，應變隨時間延續而增加，但增加的速度逐漸減慢；
②穩態蠕變或定常蠕變，應變隨時間延續而勻速增加，這個階段較長；
③加速蠕變，應變隨時間延續而加速增加,直達破裂點。應力越大，蠕變的總時間越短；應力越小，蠕變的總時間越長。但是每種材料都有一個最小應力值，應力低于該值時不論經歷多長時間也不破裂，或者說蠕變時間無限長，這個應力值稱為該材料的長期強度。
然而大家所說的疲勞這兩個字，指的則是熱應力（熱機）的疲勞，以及溫度在其中的影響。通常情況下，蠕變和熱機疲勞往往會同時發生。因此需要將兩種損傷模型（蠕變和熱機疲勞）放在一起進行計算。當然Ncode中以損傷線性累計的形式進行。如圖3和圖4所示的就是熱機疲勞需要的內容，熱應力以及多溫度的SN（EN）曲線。
2、蠕變計算理論與材料
我想大家已經知道了熱應力疲勞的相關計算理論，它和應力疲勞理論相差無幾。所以我重點強調一下熱蠕變的相關計算理論。
如圖所示的是Larson-Miller的蠕變模型，現在就這個模型進行講解。我們知道，蠕變極限時間是我們想要知道的一個變量，然而這個變量和應力水平和溫度是相關的，當然材料類型也一定是相關的，但是我們討論的時候都是針對某種特定的材料去討論的。在這個模型中，C是一個材料相關的常數，他一般在20左右。T是工作溫度，tr是極限蠕變時間。左邊的是P參數。大家一定要注意，按照常理來講，我們現在還差一個應力水平這個變量，那么P參數一定是一個和應力相關的量。
展開 蠕變是在外載荷不變的情況下，為此需要設置兩個分析步：
Step1：載荷加載；
Step2：載荷保持不動，隨著時間增加，蠕變應變累積，應力重新分配。
效果驗證
設計一個簡單的拉伸案例用于蠕變效果的驗證：
(1) 模型截面：30mm×3.0mm，長度500mm。
(2) 彈性模量：基于試驗擬合的和溫度相關的關系式，定義在子程序中。
(3) 邊界條件：一端固支，一端載荷26MPa；溫度900℃。
(4) 蠕變模型參數：
模型
靜力加載后的初始變形
200h后蠕變變形
蠕變變形歷程
這是一個加工硬化作用，由于蠕變變形使位錯源開動的阻力及位錯滑移的阻力逐漸增大，蠕變速率逐漸降低。
II 恒速蠕變階段：又稱穩態蠕變階段，這一階段的特點是蠕變速率基本保持不變，一般所說的金屬蠕變速率指的就是這一階段的蠕變速率。由于應變硬化的發展，促進了動態回復，金屬不斷軟化，當應變硬化與回復軟化二者達到平衡時，蠕變速率趨于穩定。
III 加速蠕變階段：這一階段蠕變速率隨時間增大，到d點時發生蠕變斷裂。空洞(可從第二階段形成)長大、連接形成裂紋而迅速擴散，導致蠕變速度加快，直至發生蠕變斷裂。
材料的蠕變性能可以用蠕變極限和持久強度極限表示，兩者的定義和適用范圍不同，可根據實際需要選擇。
蠕變極限：為保證在高溫長載荷作用下的機件不致產生過量蠕變，要求金屬材料具有一定的蠕變極限。與常溫下的屈服強度類似，蠕變極限反映的是金屬材料在高溫長時載荷作用下的塑性變形抗力指標。蠕變極限適用于不允許發生過量蠕變變形的服役條件下的設計選材。
持久強度極限：某些服役條件下，蠕變變形很小或對變形要求不高，只要求構件在使用期間不發生斷裂。在此情況下，選擇能反映蠕變斷裂抗力的指標作為選材設計依據。金屬材料持久強度極限，是在規定溫度(t)下，達到規定的持續時間(τ)而不發生斷裂的最大應力。
展開 某軟質塑料的標稱蠕變應變曲線圖
塑料蠕變試驗相關標準：
ISO 899-1 蠕變行為的測定 - 第 1 部分：拉伸蠕變
ISO 899-2 蠕變行為的測定 - 第 2 部分：三點加載的彎曲蠕變
ASTM D2990塑料拉伸、壓縮和彎曲蠕變和蠕變破裂的標準測試方法
ISO 16770塑料 - 聚乙烯環境應力開裂 (ESC) 的測定 - 全缺口蠕變試驗 (FNCT)
ISO 3384-1硫化或熱塑性橡膠 – 壓縮應力松弛的測定
蠕變試驗確定了哪些特征值？
拉伸蠕變應變、標稱拉伸蠕變應變、拉伸蠕變模量、標稱拉伸蠕變模量、破斷時間、等時應力-應變曲線、蠕變恢復等。
需要提前明確哪些條件？
進行蠕變性能測試，需明確三個條件：溫度、載荷、時間。溫度應與狀態調節相同的環境下進行試驗，試驗時間內溫度偏差在±2℃；載荷應與材料的預期應用相當，規定初始應變可通過模量進行換算得出初始載荷；時間無規定，準確至±2s內，通常在1000h內。
國高材分析測試中心可根據試驗要求設計完整的塑料蠕變測試方案，包括蠕變曲線繪制、蠕變屬性參數標定等，同時提供對蠕變測試結果的分析和解釋，幫助工程技術人員在產品設計階段更好地理解和應用蠕變測試結果，從而進一步提高研發產品的性能和使用壽命。
展開 事實上蠕變是非常復雜的，這里僅給出了abaqus中的簡單流程，足以解決常規工程問題。
為了簡化塑料結構蠕變問題的計算(如降低蠕變應變與其他非彈性應變的耦合程度)，可以將該分析問題分成一個靜態加載的過程，然后再進行蠕變過程的分析。
1.靜態加載過程的計算
靜態加載過程就是一與時間無關的加載過程，使用ABAQUS/Standard時主要是在中設置，如圖1所示。
2.蠕變過程的計算
在通過步驟1的靜態分析后，結構中將產生一個應力場，接下來可以進行蠕變過程的計算。蠕變過程的計算主要分為兩個過程：獲得該結構材料的蠕變模型參數和建立蠕變分析步。
1) 獲得材料的蠕變模型參數
目前ABAQUS蠕變模型有三種，分別是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。其中Power-law model有兩種形式為Time hardening form和Strain hardening form。其中Time hardening form形式最為簡單，對于簡單的蠕變過程（如蠕變過程應力變化范圍不太大）是比較適用的，式(1)為其微分形式：
由于圖2中表征的是蠕變應變與時間和等效應力的關系，故必須對公式(1)積分，積分結果見公式(2)：
表征材料蠕變特性的三個參數確定后，通過ABAQUS/CAE的添加材料的蠕變特性，如圖3所示：
2) 蠕變計算
由于蠕變是一個時間相關的過程，因此必須計入時間。同時蠕變又是一個慣性效應不明顯的過程，即結構的加速度效應不用考慮。針對這些ABAQUS提供了專門針對這一類型的分析步。
蠕變計算分析步設置在中完成，見圖4。
其中蠕變應變的容差設置將影響增量步的大小，容差設的很小，增量步也將降低。
展開 
蠕變的相關專題、標簽、搜索
蠕變的最新內容
基于UMAT的蠕變變形仿真16天前
關鍵詞：蠕變，彈塑性，θ方程，時間，高溫
什么是蠕變
學材料力學都會接觸到材料屈服，但是蠕變就未必會學。除了研究這個方向的學生，大部分人可能接觸不到。
簡單理解蠕變，就是結構在外載荷不變情況下，變形隨著時間推移而逐漸增加。
通常蠕變都會和熱關聯，高溫等惡劣服役環境下，材料性能緩慢下降，較容易產生蠕變的現象。
獲取折射率、消光系數、反射率、極化率、光電導率
計算電光張量
優勢
NanoLab GUI中的全自動化工作流程，降低出錯率并縮短周轉時間（TAT）
針對極性材料的高級功能(離子貢獻、通過電子-聲子耦合實現的溫度依賴性)
力學與熱學屬性
功能
計算彈性常數及更通用的模量，如體積模量，剪切模量和楊氏模量
深入了解物理過程（例如：蠕變模擬
靜態加載：長期持載，研究蠕變開裂行為。
能量釋放率的加載模式
這為工程實踐中不同的失效模式（突然斷裂、疲勞破壞、應力松弛開裂）提供了統一的分析框架。一個核心問題隨之而來：對于您正在研發或應用的具體材料，它的Gc 和Gth 究竟是多少？
熱膨脹系數實測曲線
02
應力松弛/蠕變測試
模擬材料在恒定應變（松弛）或恒定應力（蠕變）下的長期力學行為，直接表征其應力馳豫或尺寸偏離特性，對密封件的長期保持力、緊固件的預緊力衰減預測至關重要。
測試內容：在恒定應變條件下，長時間監測材料內部應力隨時間的衰減規律，測試時長可根據需求進行長期觀測；或者在恒定應力條件下，長時間監測材料的變形隨載荷作用時間的變化規律。
單軸拉伸測試
獲取彈性模量、拉伸強度、斷裂伸長率等關鍵參數，評估OCA在貼合過程中的抗形變能力；
平面剪切測試
測量OCA的剪切模量，分析其在界面應力下的抗錯動性能；
應力松弛測試
考察OCA在固定應變下應力隨時間衰減的行為，預測其在長期貼合狀態下的應力保持能力；
動態力學分析（DMA）
獲取儲能模量隨溫度與頻率的變化曲線，評估OCA在溫度變化與振動條件下的模量穩定性；
蠕變性能測試
核心測試
動態彈性模量/損耗因子測試、蠕變/應力松弛測試、粘彈性疲勞測試、粘滯生熱與熱傳導性能測試。
工程價值
獲取用于瞬態熱-力耦合仿真所需的粘彈性參數與熱物理參數，精確預測產品的動態剛度、生熱及在長期載荷下的松弛或蠕變行為。
預判“異質結構”的失效起點：
靜態蠕變裂紋擴展與多軸測試
針對綜述中重點提及的異質模量組分與機械互鎖等結構工程策略，靜態蠕變測試能揭示在持續應力下，裂紋是否傾向于在模量過渡區萌生和緩慢擴展。而雙軸十字拉伸測試則能評估異質結構在復雜應力狀態下的各向異性行為，判斷其設計是否真正實現了應力均化。
，可以認為最后一個循環蠕變應變能達到了穩定增加，取最后一個循環的蠕變應變能增量進行焊球疲勞壽命計算。
卸荷存放
嚴禁工件長時間重壓，防止平臺蠕變變形。
四、長期維護與環境要求
環境要求：通風干燥，相對濕度＜60%，遠離腐蝕氣體、液體、振動源。
定期精度校準：3–6 個月檢測平面度，超差及時刮研 / 研磨修復。
閑置保養：涂厚層防銹脂、密封覆蓋；每月通風檢查，潮濕環境放干燥劑。
搬運吊裝：用四角起重孔平穩吊裝；運輸時工作面朝下或軟包防護；重裝后重新校準。
涵蓋材料的屈服（塑性）、超彈性（橡膠）、蠕變或粘彈性。一旦進入塑性區，卸載后將存在殘余變形。
4?? 接觸非線性 (Contact Nonlinearity)
最難收斂的一種。系統的邊界條件隨運動狀態改變。從“分開”到“接觸”，剛度會發生突跳。
