ANSYS7.0中的超彈
材料模擬能力得到了很大的加強,在ANSYS6.1的超彈材料
模型的基礎上又增加了Gent, Yeoh, Blatz-Ko, and Ogden (Foam)四種超彈性材料模型,使得其超彈模擬能力得到了進一步擴展。
# Rhtaq9 nvB<pSm ANSYS7.0中對超彈能力最吸引人的增強還不在于此,而是在于其
曲線擬合能力的大幅度擴展,不再像ANSYS6.1以前的版本一樣曲線擬合僅僅局限于Mooney-Rivlin模型,而是將其擴展到所有的超彈模型,這樣,用戶可以利用實驗得到的應力應變數(shù)據(jù)直接讓
程序自己擬合出任意一種超彈材料模型的
參數(shù),大大方便了用戶的使用。以下就ANSYS7.0的超彈擬合
功能做一簡單介紹。
nc3usq ,n{R,]y\ 在ANSYS6.1中,*mooney命令或對應的GUI菜單可以根據(jù)試驗數(shù)據(jù)擬合Mooney-Rivlin超彈材料參數(shù),但只局限于這一種模型,而且其使用也受到了限制,其數(shù)據(jù)只能用于hyperXX單元,若要用于18x單元還需要將擬合出的參數(shù)直接輸入tb hyper對應的超彈模型中,由于其使用的不方便性,Ansys7.0的超彈模型中剔除了Ansys6.1版本中的*mooney命令對應的曲線擬合菜單而增加了新的可適用于多個超彈模型的擬合功能,但*mooney命令仍然存在,也就是說如果您需要使用經(jīng)典的擬合方法,可以定義相應的數(shù)組參數(shù),然后用命令流的方式進行擬合。
2q4-9vu #f@}$@ 其實,在Ansys7.0中不再推薦使用*mooney命令來進行擬合,而建議采用新的擬合技術,可以進行多個超彈模型的擬合,而且可以直接用于18x單元。其擬合菜單的路徑為: Material->Nonlinear->Elastic->Hyperelastic->Curve Fitting
\NTVg6>qN j-#h^3l1? 然后按照wizard的提示一步步輸入單軸、雙軸、剪切、體積試驗數(shù)據(jù)文本
文件名稱,如果沒有任何一種試驗數(shù)據(jù),只需將該名稱處空置即可,最后選擇需要擬合數(shù)據(jù)的超彈模型,程序就會自動計算出相應的參數(shù),并立刻在圖形窗口顯示擬合曲線與試驗曲線的比較圖,如果不理想,可以點擊prev回到前面的步驟重新選取模型,如果擬合結果滿意,則點擊update,擬合出來的材料參數(shù)就會被輸入激活的材料號中,使用起來非常方便。
.cm9&&"Z m
yy*rt 試驗數(shù)據(jù)的文件格式需要進行說明:
4&AGVplgF ";jKTk7 單軸、等雙軸、剪切數(shù)據(jù)為應變-應力數(shù)據(jù),依次輸入應變、應力值,第一列為應變,第二列為應力,每一行兩個數(shù)之間用空格隔開(空格數(shù)目不限),代表一個數(shù)據(jù)點。數(shù)據(jù)符號:拉為正,壓為負。
oT0:Ny Q[Gs%/> 體積試驗數(shù)據(jù)有所不同,每一行兩個數(shù)據(jù)同樣用空格隔開,第二個數(shù)為靜水壓力,但第一個數(shù)不是體積應變e,而是相對體積,即1+e,例如體積應變?yōu)?0.01,則應該在第一列輸入0.99。而且程序假定體積試驗為線性關系,擬合時也只擬合出一條直線,所以通常輸入兩個值即可。數(shù)據(jù)符號:使體積減小的靜水壓力為正,這需要注意,如下例:
cHC1l 0 0
Y0yu, 0.99 20
{>UT'fa- l}@C'Np 在選用mooney模型的情況下,單軸、等雙軸、剪切試驗數(shù)據(jù)用來計算參數(shù)c1-c9,而體積數(shù)據(jù)用來計算最后一個數(shù)據(jù)d(不可壓縮性因子,與泊松比有關),如果不給出體積試驗曲線,則d=0,這種情況下可能需要手工修改d值,如果知道泊松比u,則可用如下公式計算: d=(1-2u)/(c1+c2)
NvvD~Bb s14D(:t( 此式是建立在幾乎不可壓縮(u接近于或等于0.5)的前提下的。因為準確的公式應該如下:
|?v .5|1 剪切模量G=2(c1+c2) 體積模量k=E/(3(1-2u)) G=E/(2(1+u)) k=2/d
&PPYxg< 于是 d=2/k=6(1-2u)/(4(1+u)(c1+c2))
SohNk9u[8 [>LO'}% 可以看到,如果u約等于0.5,則上式可以簡化為前面的式子。
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