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針對上述情況，基于Abaqus環(huán)境開發(fā)了Periodic RVE Generator插件，對纖維生成、布爾切削及空間排布算法進(jìn)行了重新編寫，以提升建模穩(wěn)定性與操作效率。以下就工具的主要算法邏輯和使用方式作簡要說明。 圖 1.

圖2分析步驟圖3應(yīng)力應(yīng)變云圖（PEEQ等效塑性應(yīng)變、Mises應(yīng)力）圖4應(yīng)力應(yīng)變曲線（a）最大等效塑性應(yīng)變單元的軸向應(yīng)力應(yīng)變曲線（b）循壞載荷下最大等效塑性應(yīng)變單元的軸向應(yīng)力應(yīng)變曲線4.結(jié)論通過上述對法蘭盤接頭的接觸仿真分析，基于等向加工硬化參數(shù)擬合方法并對比了結(jié)果差異，說明了該種仿真方法的一定合理性，可以為各種接頭的接觸分析提供思路，還可為復(fù)合材料RVE模型邊界的設(shè)置提供參考

通過表面元素與 RVE 單元表面綁定，以強(qiáng)制執(zhí)行周期性邊界條件。這對于復(fù)雜模型使用周期性邊界提供了一個(gè)新奇的思路。插件生成RVE模型的自由網(wǎng)格如圖：雙層網(wǎng)格用于生曾周期性邊界：使用Abaqus內(nèi)置的普通彈塑性本構(gòu)，施加20%的變形模擬的多孔模型變形（拉伸）后的位移和應(yīng)力分布分別如圖所示。

文章還指出，拉伸織構(gòu)和壓縮織構(gòu)在不同壓潰模式下表現(xiàn)出不同的吸能優(yōu)勢，這說明“材料制造歷史”并不是可以忽略的背景信息，而是可能影響結(jié)構(gòu)服役性能的重要因素。這篇文章對我們的啟發(fā)在于：晶體塑性并不只能用于單晶拉伸、RVE 或微觀變形分析，也可以嵌入顯式動(dòng)力學(xué)框架，用于研究真實(shí)工程結(jié)構(gòu)中的局部變形、吸能和織構(gòu)演化。

實(shí)際的加載是多個(gè)力的組合，譬如下方采用手輪加載的力、彎矩和扭矩外載荷但梁的有限元中可以把這個(gè)線單元受力關(guān)系分為：（1） 軸向拉伸力（2） 軸向扭轉(zhuǎn)（3） 橫向彎曲力，可以加力載荷或者彎矩三部分，此時(shí)每部分都有簡單的位移和外力的公式，也就是存在一個(gè)局部坐標(biāo)系，簡化梁理論總是先求出梁單元局部坐標(biāo)系的剛度和質(zhì)量陣，然后再用三維變換直接轉(zhuǎn)到全局坐標(biāo)系下

周期性邊界條件表觀上可理解為： RVE模型進(jìn)行無窮多次陣列，即得到完整的模型，這里陣列方向可是兩個(gè)或三個(gè)：（1）比如織物復(fù)合材料（有基體），就需要是三個(gè)方向；（2）若是二維織物材料（沒有基體），只需要進(jìn)行兩個(gè)方向，一般施加的載荷也是在這個(gè)平面內(nèi)，比如拉伸，壓縮，剪切等，但如果進(jìn)行面外彎曲和扭轉(zhuǎn)也是可以的；（3）兩個(gè)方向的還有一個(gè)最簡單的，一個(gè)平面正方形板，加上周期性邊界條件，那就可以得到一個(gè)無限大的平板

隱式分析法在接觸條件復(fù)雜的模型時(shí)，計(jì)算結(jié)果不易收斂，而顯示分析不但能夠保證計(jì)算結(jié)果的收斂性，還能很好地模擬準(zhǔn)靜態(tài)工況，所以采用Abaqus/Explicit顯示分析進(jìn)行仿真模擬。

圖7 用于計(jì)算RVE中SAFs的ABAQUS-Python代碼腳本流程圖 根據(jù)文獻(xiàn)中RVE模型的分析結(jié)果，可以將RVE各點(diǎn)的微觀應(yīng)力分布視為SAFs，如圖8和圖9所示。 圖8 纖維參考點(diǎn)中的SAFs圖9 基體參考點(diǎn)中的SAFs 利用ABAQUS/Explicit軟件建立了相應(yīng)碳纖維復(fù)合材料的鉆孔三維有限元模型。

3.建模：棒材試樣和板材試樣的有限元模型如下：材料屬性如下：棒材試樣約束一側(cè)節(jié)點(diǎn)的所有自由度并且讓另一側(cè)沿著軸向拉伸50mm，工況設(shè)置如下：板材試樣約束一側(cè)節(jié)點(diǎn)的所有自由度并且讓另一側(cè)沿著軸向拉伸30mm，工況設(shè)置如下：分析步為靜態(tài)，通用，并且將時(shí)長設(shè)置為5s，打開幾何非線性，并且將時(shí)間步增量最大設(shè)置為0.1s，設(shè)置如下

進(jìn)行前處理建立模型首先先繪制一個(gè)半徑為 152mm 的三維輪廓圖，然后進(jìn)行拉伸 300mm 創(chuàng)建 一個(gè)具有平面殼體單元的三維變形體。

空間中的應(yīng)力分量：三維空間中任意一點(diǎn)應(yīng)力有6個(gè)分量：對應(yīng)于S11、S22、S33、S12、S13、S23（ABAQUS一般X作為1軸，Y當(dāng)成2軸，Z是3軸），那么：S11就是X軸向的應(yīng)力，正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力；S22就是Y軸向的應(yīng)力，正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力；S33就是Z軸向的應(yīng)力，正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力；S12就是在XY平面上，沿Z向的剪力

生成的部件可用于有限元模擬，下圖為局部缺陷下的軸向拉伸應(yīng)力分布。 說明提醒 插件可運(yùn)行在Windows7、8、10、11系統(tǒng)上，支持Abaqus2018~2023及以上版本。 插件需要注冊，售價(jià)為單機(jī)許可的價(jià)格，購買后請聯(lián)系QQ：1135122921獲取許可證。

在ABAQUS中，一般是把X軸當(dāng)成1軸，Y軸當(dāng)成2軸，Z軸當(dāng)成3軸，那么：S11就是X軸向的應(yīng)力，正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力；S22就是Y軸向的應(yīng)力，正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力；S33就是Z軸向的應(yīng)力，正值為拉應(yīng)力，負(fù)值為壓應(yīng)力；S12就是在YZ平面上，沿Y向的剪力；S13就是在YZ平面上，沿Z向的剪力；S23就是在XZ平面上，沿Z向的剪力；由于剪力的對稱性:S11

建模生成job的inp文件之后，可以使用命令行運(yùn)行該job： abaqus job=xxx user=xxx.obj5 單元測試 對一個(gè)實(shí)體單元進(jìn)行單軸拉伸測試： 5.1 各向同性 設(shè)置材料參數(shù)為：E=210000, v=0.3Abaqus計(jì)算的結(jié)果為：利用子程序計(jì)算的結(jié)果為：5.2 橫觀各向同性 設(shè)置材料參數(shù)為：

圖1 帶引伸計(jì)拉伸測試泊松比是材料在單向受拉或受壓時(shí)，橫向正應(yīng)變與軸向正應(yīng)變的比值，用于反映材料的橫向變形特性。金屬材料泊松比通常取0.34，塑料材料約為0.39。密度是質(zhì)量與體積的比值，在碰撞仿真和NVH分析中尤為重要——不同單位制模型中，密度參數(shù)容易出現(xiàn)數(shù)量級(jí)錯(cuò)誤，導(dǎo)致分析結(jié)果嚴(yán)重失真。屈服強(qiáng)度是材料從彈性變形進(jìn)入塑性變形的臨界點(diǎn)。

相對應(yīng)力差與阻抗比、應(yīng)力波在試樣中的反射次數(shù)有關(guān)，反射次數(shù)由試樣材料波速和試樣軸向長度決定。此外，端面摩擦也會(huì)改變試樣應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài)，使試樣呈現(xiàn)鼓狀產(chǎn)生非均勻變形并且軸向壓縮應(yīng)力幅值增加。