7 ANSYS與ABAQUS比較之實例6

阿鋼avckkrh3m1 2022-12-14 發(fā)布于重慶

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本篇博文是ANSYS與ABAQUS比較系列的第6個算例。對于該算例，本篇博文用ANSYS模擬。【問題描述】
模擬單向壓縮試驗，材料在壓縮過程中，發(fā)生了塑性變形?，F(xiàn)在已知其變形過程中真實應(yīng)力與塑性應(yīng)變曲線，要用軟件復現(xiàn)此過程。

X
已知：圓柱試樣直徑為30mm，高50mm。壓頭將其壓縮20mm。
材料的彈性模量為210e3MPa,泊松比為0.3，
材料的真實應(yīng)力-塑性應(yīng)變列表如下

【問題分析】

分析類型：因為是緩慢加載的，使用靜力學分析。由于是接觸問題，為了保證收斂，使用兩個分析步，第一個分析步稍微有接觸，第二個分析步則壓縮20

幾何模型：由于是軸對稱，使用軸對稱類型。對式樣使用變形體，對壓頭使用解析剛體；創(chuàng)建時使得壓頭和式樣距離5mm。
材料模型：彈塑性材料，按照給定的數(shù)據(jù)分別輸入彈性數(shù)據(jù)和塑性數(shù)據(jù)表格。
交互作用：壓頭和試件之間使用無摩擦接觸。
邊界條件：試件底邊沒有豎直位移；壓頭分兩次下移，第一次是-5.001mm,第二次達到-25mm

【求解步驟】
1. 單元類型
單元選擇182單元，并設(shè)置為軸對稱約束。

2.材料模型
設(shè)置材料的彈性屬性，如下圖所示：

再設(shè)置材料的塑性模型，如下圖所示：

3.創(chuàng)建幾何模型
創(chuàng)建一個矩形面和一條線，顯示的線體模型如下圖所示：

4.劃分網(wǎng)格
劃分矩形面單元，單元尺寸設(shè)置為1.5mm，使用自由網(wǎng)格劃分方式，如下圖所示：

5.創(chuàng)建接觸
壓頭為剛性體，使用剛?cè)峤佑|，其中剛性體選擇上面的線，剛性體的控制點可以選擇在幾何體的質(zhì)量中心；柔性體選擇矩形的兩側(cè)面的線和上面的線，其余保持默認，創(chuàng)建完成之后，注意接觸面的法線方向。

6.邊界條件
約束固定底邊；壓頭的控制點在第一個載荷步施加一個UY方向的的位移，值為-5.001mm，并且寫出為第一個載荷步1，如下圖所示：

壓頭控制點在第二個載荷步施加一個UY方向的位移，值為-25mm，并且寫出為第二個載荷2，如下圖所示：

7.求解設(shè)置
打開大變形開關(guān)，其余保持默認設(shè)置；求解方式為基于載荷步求解，如下圖所示：

8.查看后處理
查看等效應(yīng)變，最大值為0.505889。

查看等效應(yīng)力，最大值為927.148MPa。

該塑性應(yīng)變在（0.45，0.55）之間，而對應(yīng)的應(yīng)力應(yīng)該在（921,932）之間。
使用線性插值，可以知道
當塑性應(yīng)變是0.506時，應(yīng)力應(yīng)該是927Mpa
而上述的應(yīng)力正好是這么多。
這說明參數(shù)設(shè)置時正確的。
【結(jié)論】
分別通過ABAQUS與ANSYS對單向壓縮過程進行模擬，得出以下結(jié)論：
（1）從有限元模型建立方面來說，二者建模的方式基本一致，且都用兩個載荷步才易于收斂；
（2）從計算結(jié)果方面來說，二者計算的結(jié)果基本一致，且與輸入材料的應(yīng)力應(yīng)變參數(shù)想對應(yīng)。
本文有考慮不周的地方，請各位CAE朋友提出寶貴意見和建議，謝謝！
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【李祖吉】