(完整版)ABAQUS真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變定義塑性

1、在ABAQUS中必須用真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變定義塑性.ABAQUS需要這些值并對(duì)應(yīng)地在輸入文件中解釋這些數(shù)據(jù)。然而，大多數(shù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)常常是用名義應(yīng)力和名義應(yīng)變值給出的。這時(shí)，必須應(yīng)用公式將塑性材料的名義應(yīng)力(變)轉(zhuǎn)為真實(shí)應(yīng)力(變)?？紤]塑性變形的不可壓縮性，真實(shí)應(yīng)力與名義應(yīng)力間的關(guān)系為：lA=lA，00當(dāng)前面積與原始面積的關(guān)系為：A=AIol將A的定義代入到真實(shí)應(yīng)力的定義式中，得到：FFllQ=Q()AAlnoml00其中也可以寫為1+£。lnom0這樣就給出了真實(shí)應(yīng)力和名義應(yīng)力、名義應(yīng)變之間的關(guān)系：Q=(1+8)nomnom真實(shí)應(yīng)變和名義應(yīng)變間的關(guān)系很少用到，名義應(yīng)變推導(dǎo)如下：l-1l8

2、=0=1nomll00上式各加1，然后求自然對(duì)數(shù)，就得到了二者的關(guān)系：8=ln(1+8)nomABAQUS中的*PLASTIC選項(xiàng)定義了大部分金屬的后屈服特性。ABAQUS用連接給定數(shù)據(jù)點(diǎn)的一系列直線來(lái)逼近材料光滑的應(yīng)力應(yīng)變曲線。可以用任意多的數(shù)據(jù)點(diǎn)來(lái)逼近實(shí)際的材料性質(zhì);所以，有可能非常逼真地模擬材料的真實(shí)性質(zhì)。在*PLASTIC選項(xiàng)中的數(shù)據(jù)將材料的真實(shí)屈服應(yīng)力定義為真實(shí)塑性應(yīng)變的函數(shù)。選項(xiàng)的第一個(gè)數(shù)據(jù)定義材料的初始屈服應(yīng)力，因此，塑性應(yīng)變值應(yīng)該為零。在用來(lái)定義塑性性能的材料實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中，提供的應(yīng)變不僅包含材料的塑性應(yīng)變，而是包括材料的總體應(yīng)變。所以必須將總體應(yīng)變分解為彈性和塑性應(yīng)變分量。彈性應(yīng)

3、變等于真實(shí)應(yīng)力與楊氏模量的比值，從總體應(yīng)變中減去彈性應(yīng)變，就得到了塑性應(yīng)變，其關(guān)系為：8pl=818el=81Q/E其中8Pl是真實(shí)塑性應(yīng)變，81是總體真實(shí)應(yīng)變，8el是真實(shí)彈性應(yīng)變。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ABAQUS輸入數(shù)據(jù)的示例下圖中的應(yīng)力應(yīng)變曲線可以作為一個(gè)例子，用來(lái)示范如何將定義材料塑性特性的實(shí)驗(yàn)特性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為ABAQUS適用的輸入格式。名義應(yīng)力應(yīng)變曲線上的6個(gè)點(diǎn)將成為*PLASTIC選項(xiàng)中的數(shù)據(jù)。第一步是用公式將名義應(yīng)力和名義應(yīng)變轉(zhuǎn)化為真實(shí)應(yīng)力和應(yīng)變。一旦得到這些值，就可以用公式不確定與屈服應(yīng)力相關(guān)聯(lián)的塑性應(yīng)變。下面給出轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)。在小應(yīng)變時(shí)，真實(shí)應(yīng)變和名義應(yīng)變間的差別很小，而在大應(yīng)

4、變時(shí)，二者間的就會(huì)有明顯的差別;因此，如果模擬的應(yīng)變比較大，就一定要向abaqus提供正確的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)。定義這種材料的輸入數(shù)據(jù)格式在圖中給出。一霑文應(yīng)力畧文應(yīng)變直宴應(yīng)力真實(shí)應(yīng)變塑性應(yīng)變200E6000095200.2E60.000950J)240E6G.U2524用£60.02470.02352EOE*Q.A5O0.0488Q.Q47434OE60,100374Efi0.09530,0935380E60.150437E6U.13SN?0.13774OTE60,200480E6018230.LSOOABAQUS在提供的材料響應(yīng)數(shù)據(jù)點(diǎn)之間進(jìn)行線性插值，并假定在輸入數(shù)據(jù)范圍之外的響應(yīng)為常

5、數(shù)。因此，這種材料的應(yīng)力不會(huì)諾過(guò)4初MR;如果材料的應(yīng)力達(dá)到48OMFaP材料將持續(xù)變形直至應(yīng)力降至此值且下*-二）.對(duì)于受力的大小,受力的方式,還有本構(gòu)方程參數(shù)的選擇對(duì)于模型是否收斂影響很大.泊松比的影響：材料的泊松比的大小對(duì)于網(wǎng)格的擾動(dòng)影響很大，在foam中，由于其泊松比是0，所以它對(duì)于單元的擾動(dòng)不是很大。所以在考慮到經(jīng)常出現(xiàn)單元節(jié)點(diǎn)被翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)的現(xiàn)象，可以調(diào)整泊松比的大小。REMESH：對(duì)于creep的，特別是材料呈現(xiàn)非線性的狀態(tài)下，變形很大，就有必要對(duì)其進(jìn)行重新劃分網(wǎng)格，用mapsolution來(lái)對(duì)其舊網(wǎng)格進(jìn)行映射。這就要決定何時(shí)進(jìn)行重新劃分網(wǎng)格，這個(gè)就要看應(yīng)變的增長(zhǎng)幅度了，通過(guò)觀察網(wǎng)格

6、外形的變化曲線來(lái)決定是否要進(jìn)行重新劃分區(qū)域。接觸表面的remesh時(shí)，網(wǎng)格類型，單元數(shù)目等必須和原有的mesh保持一致，這個(gè)對(duì)于contact的計(jì)算十分重要。但是對(duì)于剛體表面的remesh沒(méi)有這個(gè)必要的，單元數(shù)目可以減少，網(wǎng)格可以粗化，但是對(duì)于非剛體，一般將網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)化。對(duì)于NIGEOM（非線性）：theloadmustbeappliedgradually.Weapplytheloadgraduallybydividingthestepintoincrements。OmitthisparameterorsetNLGEOM=NOtoperformageometricallylinearanaly

7、sisduringthecurrentstep.IncludethisparameterorsetNLGEOM=YEStoindicatethatgeometricnonlinearityshouldbeaccountedforduringthestep（stressanalysisandfullycoupledthermal-stressanalysisonly）.OncetheNLGEOMoptionhasbeenswitchedon,itwillbeactiveduringallsubsequentstepsintheanalysis.幾何非線性是與分析過(guò)程中模型的幾何改變想聯(lián)系的，幾何

8、非線性發(fā)生在位移的大小影響到了結(jié)構(gòu)響應(yīng)的情況，可能由于是大繞度后者是轉(zhuǎn)動(dòng)；突然的翻轉(zhuǎn)；初應(yīng)力或載荷硬化。塑性分析中的注意問(wèn)題：對(duì)于大應(yīng)變，真實(shí)應(yīng)變和名義應(yīng)變之間的差值就會(huì)很大，所以在給abaqus提供應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)時(shí)，一定要注意正確的給予賦值，在小應(yīng)變的情況下，真實(shí)應(yīng)變和名義應(yīng)變之間的差別很小，不是很重要。對(duì)于單元的選擇：在ABAQUS中存在一類雜交的單元族，還有一類縮減的單元存在，這些用于模擬超彈性材料的完全不可壓縮特性的。但是線性減縮積分單元由于存在所謂的沙漏（hourglass）的數(shù)值問(wèn)題而過(guò)于柔軟，所以似使得網(wǎng)格容易被扭曲，因而在小沖孔的蠕變模擬中會(huì)出現(xiàn)error，因此最好選用其它的單元

9、做分析，當(dāng)然也可以加hourglass進(jìn)行補(bǔ)充。數(shù)學(xué)描述和積分類型對(duì)實(shí)體單元的準(zhǔn)確性都能產(chǎn)生顯著的影響。對(duì)于大應(yīng)變的扭曲的模擬（大變形分析）最好選用細(xì)網(wǎng)格劃分的線性減縮積分單元（CAX4R,CPE4R,CPS4R,C3D8R等）。對(duì)于接觸問(wèn)題，采用線性減縮積分單元或者非協(xié)調(diào)單元，在模型中選用非協(xié)調(diào)單元可以使得網(wǎng)格的扭曲減小到最小。單元性質(zhì)：*solidsection對(duì)于三維和軸對(duì)稱單元不需要附加任何幾何信息的，節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)已經(jīng)能夠完整的定義單元的幾何形狀。而平面應(yīng)力和平面應(yīng)變單元?jiǎng)t必須在數(shù)據(jù)行指定單元的厚度。數(shù)值奇異性：在沒(méi)有邊界的時(shí)候，在模型上因?yàn)橛邢薜挠?jì)算精度，講存在很小的非平衡力，如果模型

10、應(yīng)用于經(jīng)理模型而沒(méi)有邊界條件（只有作用力），這個(gè)非平衡力就會(huì)引起模型發(fā)生無(wú)限的剛體運(yùn)動(dòng)。這個(gè)剛體的運(yùn)動(dòng)在數(shù)學(xué)上被稱為數(shù)值的奇異性。當(dāng)abaqus在模擬時(shí)檢驗(yàn)出數(shù)值奇異性的時(shí)候，會(huì)將節(jié)點(diǎn)等問(wèn)題信息打出來(lái)。一般模擬結(jié)果有奇異性時(shí)不可信的，必須要加約束。后處理：對(duì)于一些輸出的類型的轉(zhuǎn)化，含義具體可以見CAE26-10其實(shí)對(duì)于應(yīng)力,還有V值的大小的變化,主要還是調(diào)起始的時(shí)間的步長(zhǎng),這個(gè)其實(shí)步長(zhǎng)可能要取到le-20,楊鎮(zhèn)的曲線,他的起始步長(zhǎng)就需要很小的（我用了0.00000000000001）,但是不加損傷,后來(lái)步長(zhǎng)增加很快的,沒(méi)有什么東西了三、CAE之點(diǎn)滴1.在建模作基面（草繪）時(shí)，Approxima

11、tesize的大小對(duì)方便地進(jìn)行平面繪圖很有意義。一般取欲畫尺寸的125%。2.當(dāng)草繪時(shí)，作任一平面圖形（一般是閉合的）其邊界可以從任意地方開始，但好的起點(diǎn)終點(diǎn)對(duì)以后分網(wǎng)很有用處，一般地，起點(diǎn)、終點(diǎn)取習(xí)慣上的頂點(diǎn)、圓弧零度位置等特殊位置處，這樣網(wǎng)格質(zhì)量較高。3.ABAQUS/CAE建模思想與proe等專業(yè)CAD軟件相似，都是特征建模，即：通過(guò)平面產(chǎn)生的基面以拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃掠等生成體。4 作為feature的一種，草繪中對(duì)某些關(guān)鍵形狀標(biāo)以尺寸對(duì)以后方便的對(duì)part進(jìn)行修改很有用。5 .建模過(guò)程中，合理有效的用好基準(zhǔn)Datum（面、軸、點(diǎn)）對(duì)建立復(fù)雜的part有用！6.Part可進(jìn)行copy，copy的結(jié)果是將原part的所有特性（此前已指定）全部繼承下來(lái)，可以通過(guò)delete其中的一些feature來(lái)形成新的part，在delete時(shí)，某一feature如果前后相關(guān)，則與之相關(guān)的都將被delete（如:在基準(zhǔn)面內(nèi)做的feature，則刪除基準(zhǔn)時(shí)此feature也被刪除），一旦delete將不能恢復(fù)，但如果只是想暫時(shí)'不見它”可以從tool中suppress它。7.關(guān)于坐標(biāo)系的問(wèn)題：在part模塊中使用的都是局部坐標(biāo)系，而模型需要在assembly模塊中進(jìn)行全局定位（此中為整體坐標(biāo)系，。（這對(duì)于只有一個(gè)part的模型來(lái)說(shuō)沒(méi)什么問(wèn)題