ansys本構
關注創建者：堅韌的鹵蛋 創建時間：2018-06-27
ansys本構的實例教程
STEP 3：從hyperelastic模型本構中拖動需要擬合的材料本構模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構模型中發現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，擬合參數便復制到定義的橡膠本構模型中了。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，測試哪種本構更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
展開 STEP 3：從hyperelastic模型本構中拖動需要擬合的材料本構模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構模型中發現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，擬合參數便復制到定義的橡膠本構模型中了。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，測試哪種本構更適合。
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展開 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據擬合。
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，驗證所建立的本構模型的有效性。
常見的橡膠標準拉伸試驗
02 案例介紹
現需要一個本構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據。使用這些數據，通過超彈性擬合能力確定本構模型的參數，可以擬合3參、5參和9參的Mooney-Rivlin超彈性模型。
試驗數據
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，并與試驗結果相對比，據此判斷前面擬合得出的本構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：通過移動一側的夾持區域（剛性接觸面），同時固定另一側夾持區域，模擬拉伸到50%的拉伸狀況。
展開 ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構模型問題，其實也就是prong級數的問題，如何定義以及擬合橡膠的prong級數參數，有研究的朋友可以Q245958758，一起討論交流。
所謂的本構模型是指材料的應力應變關系，比如遵循虎克定律的線彈性應力應變關系就是一種常用的本構模型。ANSYS為用戶提供了許多本構模型，但在某些特殊領域，現有的本構模型卻很少，完全不能滿足分析要求。為了解決這個問題，ANSYS為用戶提供了usermat等UPFs用戶子程序，這些用戶子程序擁有強大的二次開發功能，可以實現各種復雜本構模型的開發。但是，對于一些簡單的本構模型，用戶也可以利用APDL語言進行開發，比如Duncan-Chang本構模型。
Duncan-Chang本構模型介紹
對于應力應變關系復雜的材料而言，變形主要是由顆粒間位置的變化引起的，不同應力水平下相同的應力增量引起的應變增量并不相同，從而表現出復雜的非線性特征。為了反映材料特性，人們提出了許多本構模型，以期更好的反映材料的應力應變規律。
Duncan-Chang本構模型主要優點是可以利用常規三軸固結排水剪試驗確定模型參數，因此在工程實踐中得到了廣泛應用。Duncan-Chang本構模型是非線性彈性模型，彈性矩陣中的彈性系數不再是常量，而是隨應力狀態而改變。由于不考慮塑性變形，所以一般只適用于載荷不大的情況（即不太接近破壞的情況）。Duncan-Chang模型有E-V和E-B模型兩類。
當然，該模型也存在一些缺陷，如無法反應不同應力路徑的影響、加卸載判斷不明確等，不可避免造成了計算分析誤差，長期以來許多學者試圖來對其進行修正。有限元軟件通常采用傳統塑性理論的應力符號，以拉應力為正，下面對Duncan-Chang模型采用有限元軟件的應力形式進行說明。
Duncan-Chang本構模型算法
該模型是Duncan和Chang根據Konder關于巖土材料的三軸試驗的偏應力與軸向應變近似呈雙曲線的假定而提出的。
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主程序：
subroutine usermat(
& matId, elemId,kDomIntPt, kLayer, kSectPt,
& ldstep,isubst,keycut,
& nDirect,nShear,ncomp,nStatev,nProp,
& Time
STEP 1：選擇材料庫中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測試數據、雙軸測試數據、剪切測試數據。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數據越多，擬合數據材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關注的材料行為有關。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數據，注意是工程材料曲線。
STEP 1：選擇材料庫中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測試數據、雙軸測試數據、剪切測試數據。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數據越多，擬合數據材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關注的材料行為有關。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數據，注意是工程材料曲線。
眾所周知，在ANSYS/LSDYNA中JH-2模型適用于模擬大變形材料的力學行為的，用于陶瓷、玻璃、藍寶石等硬脆材料的力學模擬中，JH-2本構模型具有三類參數，分別對應著LSDYNA材料卡片中的三類指標，本構參數眾多，那么對于了解其真實含義至關重要，對此，筆者在查閱文獻基礎下總結了各個參數的準確含義并對其背后的數學公式的前后推導順序做出了總結，如圖1所示。
圖1
文獻中給出了比較權威的關于氧化鋁陶瓷的
請問一下，像這種需要同時考慮受拉和受壓，且屈服強度不同的材料本構，如何在ansys輸入？謝謝~
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據擬合。
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，驗證所建立的本構模型的有效性。
常見的橡膠標準拉伸試驗
圖 1-4 ANSYS中SMA的本構模型
所謂的本構模型是指材料的應力應變關系，比如遵循虎克定律的線彈性應力應變關系就是一種常用的本構模型。ANSYS為用戶提供了許多本構模型，但在某些特殊領域，現有的本構模型卻很少，完全不能滿足分析要求。為了解決這個問題，ANSYS為用戶提供了usermat等UPFs用戶子程序，這些用戶子程序擁有強大的二次開發功能，可以實現各種復雜本構模型的開發。
ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構模型問題，其實也就是prong級數的問題，如何定義以及擬合橡膠的prong級數參數，有研究的朋友可以Q245958758，一起討論交流。
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構模型和粘彈性性能仿真和試驗
最近在搞橡膠這個方向，單軸拉伸試驗和動態DMA，研究橡膠次本構模型
有研究橡膠超彈性。粘彈性性能的朋友可以聯系，互相交流學習、答疑。
Q254958758
