超彈模型
關注創建者：Martin007 創建時間：2018-08-27
超彈模型的視頻教程
Abaqus材料模型-hyperfoam超彈泡棉
一、Hyperfoam——理論知識：介紹hyperfoam的理論基礎 二、Hyperfoam——測試及數據擬合：介紹應用hyperfoam應進行的力學測試、abaqus參數擬合、應用、要點等
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Abaqus材料模型-Holzapfel-Gasser-Ogden各向異性超彈本構
Abaqus材料模型-Holzapfel-Gasser-Ogden各向異性超彈本構 包括理論講解、abaqus應用、參數擬合方法
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超彈模型的實例教程
力學家和工程師們將這些材料統稱為超彈（Hyperelastic）材料，并將描述這類材料的力學模型稱之為超彈模型。
這些超彈材料（模型）都有顯著的特征：
能承受很大的彈性（可恢復）變形，有時應變最高可達10倍。
超彈材料幾乎是不可壓縮的。因為變形是通過材料分子鏈的拉直引起, 所以在外加應力作用下的體積變化很小。
應力-應變關系呈現出高度的非線性。通常, 拉伸狀態下, 材料先軟化再硬化，而壓縮時材料急劇硬化。
為了預測和分析這些超彈材料的力學性能，力學家們提出了很多模型。常見的超彈模型有：Neo-Hookean, Mooney-Rivlin, Odgen, Arruda-Boyce, Gent, Yeoh, Blatz-Ko等等。目前無論是各種橡膠制品（如密封圈），生物材料（如肌肉），到電影虛擬渲染（CG）都大量用到了這些模型。WELSIM也已經基本支持了這些模型。今天我們就來詳細介紹一下neo-Hookean。
Neo-Hookean模型
Ronald Rivlin（1915-2005）在1948年提出，此Rivlin同時也是提出著名Mooney-Rivlin超彈模型的Rivlin。可以看出neo-Hookean并不是以人名命名的模型。這位出生于英國的力學家早年本科畢業于英國劍橋著名的圣約翰學院（St. John’s Colleage），畢業后沒多久就經歷了第二次世界大戰，先后在通用電氣，英國飛機制造局，大不列顛橡膠制造研究所工作過，并對橡膠的研究展現出極大的興趣和成就。37歲獲得博士學位。后移居美國并先后在布朗大學（Brown University）和里海大學（Lehigh University）任教。
Neo-Hookean模型是所有常用超彈模型中具有最簡單形式的一個。
展開 7、非線性有限元分析之超彈模型neo-Hookean
作者：
天佑有限元
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830432
在結構有限元分析中，常會遇到如橡膠、生物組織等非金屬材料。由于這些材料的力學性能和金屬材料的力學性能有著巨大區別，如大彈性變形，不可壓縮性，粘彈性等等。力學家和工程師們將這些材料統稱為超彈（Hyperelastic）材料，并將描述這類材料的力學模型稱之為超彈模型。
8、【iSolver案例分享】一端開放圓管空氣聲腔聲模態分析
作者：
snowwave02
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830523
iSolver為一個完全自主的通用結構有限元軟件，對標國際主流結構CAE商業軟件Abaqus、Ansys、Nastran，支持結構分析的常用功能，線性及材料非線性的精度和Abaqus沒有誤差，效率和Abaqus相當， iSolver自帶友好的三維可視化前后處理界面，也可作為一個輕量化插件集成到Abaqus/FEMAP或者自主軟件中。
9、五級簡化，助你快速搞定電機CFD散熱
作者：
YeY
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1830540
通常，在電機設計的過程中，采用CFD方法進行建模和仿真，可以快速計算得到電機散熱情況和整體的溫度分布，從而為我們的電機設計提供重要的數據支撐。不過，由于電機內部部件較多，各部分的發熱與散熱情況復雜，因此想要進行高效又準確的CFD模擬，必須要對電機模型進行簡化才能達到目的。
展開 https://mp.weixin.qq.com/s/S18RHWZDqtyVhH6wJMTgmA
Yeoh超彈模型，也稱作縮減多項式（Reduced Polynomial）模型。這也是以人的姓氏命名的超彈模型，用以感謝Oon Hock Yeoh在此橡膠超彈模型上作出的貢獻。
蠕變實測曲線
從數據到模型
專業的參數擬合服務
02
PART
我們提供專業的材料粘彈性本構參數擬合服務，將復雜的動態與靜態測試數據，統一轉化為簡潔、物理意義清晰的粘彈性本構模型參數。
廣義Maxwell / Prony級數參數擬合
基于應力松弛或蠕變曲線，擬合表征時間依賴性的Prony級數參數。該系列參數可直接用于Abaqus、Ansys、Marc等軟件的粘彈性材料模型，準確模擬材料的長期松弛或蠕變行為。
時-溫疊加原理（TTSP）與主曲線生成：
利用不同溫度下的動態頻率掃描數據，我們通過時-溫疊加原理，將數據平移構建出跨越數十個數量級頻率的模量主曲線。
此主曲線是擬合WLF方程參數和頻域Prony級數的黃金標準，使您的仿真模型能夠精確預測材料在不同溫度與頻率耦合作用下的動態響應。
粘-超彈耦合本構模型構建
對于需要同時模擬大變形超彈性與時間依賴性的復雜工況，我們可提供粘-超彈耦合本構模型的校準服務，將超彈模型與粘彈性模型無縫結合。
我們的
技術優勢
03
PART
01
數據維度完整
結合動態（頻域）與靜態（時域）測試，為模型擬合提供相互驗證的堅實基礎，避免單一數據源的局限性。
02
模型工程導向
擬合過程嚴格遵循時-溫等效等物理原理，確保生成的模型參數不僅曲線匹配，更具備外推預測的物理合理性與工程實用性。
展開 Yeoh模型與其他高次模型的區別在于，它只依賴于第1個應變常數，經論證當只用來自單軸拉伸試驗的數據時，此模型適合各種不同的變形方式。這就減少了材料試驗的需求條件。低應變下應用此模型時需特別細心。
在簡單拉伸中，Ogden模型可在應變直到700%時還與試驗數據很相符。它還適應非常數剪切模量和輕微壓縮的材料行為。它已經被成功地應用于O 形圈、密封圈和其他工業產品的分析。
ANSYS Workbench參數擬合功能
利用ANSYS提供的線性和非線性回歸算法，用戶可直接輸入超彈材料的試驗數據以獲得其材料參數值，且該功能適用于所有超彈模型。用戶將試驗數據存放在一個文本文件中，可以針對多種超彈模型作曲線擬合，程序同時提供擬合的誤差范數并以圖形的方式顯示試驗數據與所計算的系數之間的關系，以便選取合適的超彈性模型。
3
ANSYS Workbench橡膠超彈性分析實例
問題描述
使用ANSYS Workbench模擬橡膠材料試件的拉伸試驗，取四分之一模型進行建模，如下圖所示，在右側位置施加一定位移，計算得到產生位移后的狀態。
圖2 幾何模型
分析步驟
（1）創建靜力學分析流程。
（2）設置材料屬性：根據實驗得到的數據，分別輸入單軸、雙軸、剪切的實驗數據，得到各個實驗數據曲線，然后應用曲線擬合功能，得到計算用的材料曲線，以及相關參數。
圖3 輸入材料實驗數據
圖4 曲線擬合
（3）劃分網格：采用掃掠方式，取合適的網格密度，得到全六面體單元網格。
圖5 劃分網格
（4）施加約束及載荷：在對稱面上施加無摩擦約束，在右側施加位移約束。
圖6 邊界條件
（5）計算求解：打開大變形開個，打開自動時間步，調整最小子步數等。
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粘-超彈耦合本構模型構建
對于需要同時模擬大變形超彈性與時間依賴性的復雜工況，我們可提供粘-超彈耦合本構模型的校準服務，將超彈模型與粘彈性模型無縫結合。
結果表明：Ogden 4階超彈本構模型分析精度較高，能很好地反映錐形彈簧的橡膠材料的大應變特性；與采用勾形橡膠型面的錐形彈簧相比，采用流線形橡膠型面的錐形彈簧可以避免其橡膠型面出現褶皺現象，消除應力集中點，延長錐形彈簧的疲勞壽命；采用喇叭口式隔板的錐形彈簧，可通過改變喇叭口半徑大小靈活實現垂向剛度與橫向剛度匹配，從而延長錐形彈簧的疲勞壽命。
Marc作為一款功能強大的高級非線性有限元分析軟件，在橡膠密封領域得到廣泛的應用，其具有豐富的橡膠超彈材料本構模型
對于橡膠超彈體進行模擬仿真應該首要進行材料曲線的擬合工作，把實驗數據轉化成各種超彈模型能使用的應變能量密度函數系數，一般來說數據種類越多擬合出的曲線越能體現材料的真實屬性。
對于橡膠超彈體進行模擬仿真應該首要進行材料曲線的擬合工作，主流CAE仿真軟件都提供了曲線擬合工具，可以幫助把實驗數據轉化成各種超彈模型能使用的應變能量密度函數系數。對于超彈體的試驗數據種類可以選擇圖1中所示的多種或者至少一種，一般認為能夠提供的數據種類越多，擬合的曲線越能表現真實橡膠特性，但對于以壓縮為主的仿真計算項目，建議試驗數據應該包括單軸壓縮或等雙軸拉伸。
力學家和工程師們將這些材料統稱為超彈（Hyperelastic）材料，并將描述這類材料的力學模型稱之為超彈模型。
力學家和工程師們將這些材料統稱為超彈（Hyperelastic）材料，并將描述這類材料的力學模型稱之為超彈模型。
這些超彈材料（模型）都有顯著的特征：
能承受很大的彈性（可恢復）變形，有時應變最高可達10倍。
超彈材料幾乎是不可壓縮的。因為變形是通過材料分子鏈的拉直引起, 所以在外加應力作用下的體積變化很小。
應力-應變關系呈現出高度的非線性。
工況三：旋轉
Anterior Cruciate Ligament (ACL) 前交叉韌帶參數優化
這里主要用于ACL各向異性超彈材料模型的參數擬合。即材料模型中的四個參數a1、c1、c2、d。通過Python直接讀取rst結果文件，并將ACL的應力應變結果輸出，用于材料參數擬合優化分析。
典型非線性材料模型
2.1彈塑性材料模型理論與參數設置
2.2超彈非線性材料模型理論與參數設置
2.3蠕變材料模型理論與參數設置
2.4粘彈性材料模型理論與參數設置
動力學仿真分析(隱式動力學)
1. 掌握常用動力學分析模塊仿真流程；
2. 掌握剛柔耦合系統動力學分析方法；
3. 掌握典型動力學工程應用；
1.
；
2、掌握典型非線性材料模型理論及參數設置方法；
EngineerData材料庫通用設置
1.1材料庫數據源直接調用
1.2用戶自定義材料
1.3溫度相關材料參數設置
1.4 EngineerData材料性質模塊其它功能概述
典型非線性材料模型
2.1彈塑性材料模型理論與參數設置
2.2超彈非線性材料模型理論與參數設置
