用ABAQUS对光滑试件的蠕变与应力松弛进行的数值模拟
用ABAQUS对光滑试件的蠕变与应力松弛进行的数值模拟
【基础・应用】用ABAQU S 对光滑试件的蠕变与应力松弛进行的数值模拟①赵 雁 姬海君 安晓宁 李印生(武警工程学院军械运输系,陕西西安710086) 【摘 要】 本文介绍了一种国际上通用的有限元程序系统ABAQUS ,用ABAQUS 分别对材料的蠕变和应力松弛进行数值模拟,并与实验结果进行了比较。
【关键词】 蠕变;应力松弛;松弛极限 ABAQUS 是国际上先进的通用有限元程序系统之一,具有广泛的模拟性能。
它拥有大量不同种类的单图1元模型、材料类型、分析过程等,可以分析复杂的固体力学和结构力学系统。
无论是简单的线弹性问题,还是复杂的非线性组合问题,应用该软件分析都可以得到令人满意的结果。
一个完整的ABAQUS 分析过程,通常有三个明确的步骤:前处理、模拟计算和后处理。
它们的联系及生成的相关文件如图1所示:前处理(ABAQUS/pre ):此步骤中必须确定物理问题的模型和生成一个ABAQUS 输入文件。
模拟计算(ABAQUS/standard ):此步骤是应用ABAQUS/standard求解输入文件所确定的数值问题。
模拟计算通常在内存中进行。
一个应力分析的算例包括位移和应力,并存储在二进制文件中,便于进行后处理。
后处理(ABAQUS/post ):后处理一般由ABAQUS/post 或其他后处理程序来实现。
ABAQUS/post 读入二进制输出文件,可以用各种各样的方法显示结果,其中包括彩色等值线图、动画、变形形状绘图及x -y 平面绘图。
蠕变是金属材料在一定应力的长时期作用下,即使应力低于弹性极限,也会发生塑性变形的现象。
在用ABAQUS 模拟蠕变行为时,首先要选取合适的模型。
当应力保持不变时,选取power -law 模型中的time 2hardening 型最合适,因此,在ABAQUS 中定义蠕变时就选取time 2hardening 项,如图2所示。
time 2hardening 型是power 2law 模型中较为简单的一种,用公式表达为,ε∴cr=A q n t m 图2其中ε∴cr 是单轴蠕变应变率23εcr ∶ εcr ,q 是单轴等效应力,t 是总时间,A 、n 、m 是温度的函数,由用户给出。
ABAQUS中如何计算蠕变的流程
ABAQUS中如何计算蠕变的流程蠕变是一种随时间而变形的现象，常见于高温、高应力和长周期加载条件下的材料。
蠕变的计算流程在ABAQUS中可以按照以下步骤进行。
1.确定模型和材料属性：首先，需要创建一个包含要模拟蠕变的材料的几何模型。
材料的特性参数，如弹性模量、泊松比、屈服应力、蠕变参数等也需要确定。
这些参数可以通过材料实验或者已知的材料数据进行确定。
2.定义边界条件和加载：在模型中定义适当的边界条件和加载是非常关键的步骤。
这些条件应该与实际应用中的条件相匹配。
例如，边界条件可以包括约束或固体边界、加载方式（应力、位移、时间等）以及加载的持续时间。
3.定义材料模型和本构关系：在ABAQUS中，可以选择合适的材料模型来描述材料的蠕变行为。
例如，Maxwell或Kelvin模型可以用于描述弹性蠕变，而Burgers模型可以用于描述塑性蠕变。
对于特定材料，需要通过定义材料的本构关系和蠕变参数来描述其蠕变行为。
4.网格划分和单元类型选择：根据模型的几何形状和加载条件，需要对模型进行合适的网格划分。
ABAQUS提供不同类型的单元，包括线性单元和非线性单元，可以根据具体情况选择适当的单元类型。
5.定义分析步骤：在ABAQUS中，需要定义一个或多个分析步骤来模拟蠕变行为。
每个分析步骤可以包括加载、卸载、保持加载或卸载等不同的过程。
可以指定加载的持续时间和加载的速率等参数。
6.进行数值计算：定义完以上步骤后，可以使用ABAQUS的求解器来进行数值计算。
ABAQUS的求解器可以通过迭代计算来求解模型的应变和应力场，以及模型随时间的变形情况。
7.结果分析和后处理：完成数值计算后，可以进行结果分析和后处理。
ABAQUS提供了多种数据输出和可视化工具，可以对计算结果进行后处理和分析。
可以分析应力、应变、位移等参数的变化情况，以及蠕变变形的路径和速率。
此外，还可以进行模型验证和参数敏感性分析。
总结：以上是ABAQUS中计算蠕变的一般流程。
ABAQUS蠕变分析流程
ABAQUS蠕变分析流程蠕变分析首先需要确定材料的蠕变本构模型。
ABAQUS提供了多种蠕变本构模型，例如Norton-Bailey模型和气味拉丁模型。
选择适合的本构模型需要考虑到材料的性质和应用环境。
一旦选择了本构模型，就需要定义与蠕变有关的参数，比如蠕变系数和蠕变指数。
接下来，需要建立材料的有限元模型。
ABAQUS提供了多种建模工具，可以通过创建几何实体和应用边界条件来构建有限元模型。
确保模型中特定表面和边界上的约束和载荷合理。
完成模型后，需要进行网格划分。
ABAQUS提供了多种网格划分算法，可以根据模型的几何形状和分辨率要求进行选择。
合理的网格划分可以提高计算的准确性和效率。
在进行计算之前，需要为材料的初始状态和边界条件设置适当的数值。
这些数值包括初始位移、初始速度和初始应变等。
对于蠕变分析，还需要定义加载的时间曲线和持续时间。
完成设置后，可以开始进行计算。
蠕变分析是一个迭代过程，需要进行多个步骤的计算。
在每个步骤中，ABAQUS会根据所设定的时间曲线和边界条件计算出相应的位移、应力和应变等结果。
根据模型的规模和计算机的性能，计算时间可以很长。
计算完成后，可以通过ABAQUS的后处理功能对结果进行分析。
ABAQUS提供了多种结果显示和图形输出的方法，可以帮助用户了解材料的蠕变行为和性能。
根据需要，可以进一步进行结果的处理和解释。
总之，ABAQUS蠕变分析是一种用来研究材料长期应力和应变效应的有限元分析方法。
通过选择适当的蠕变本构模型、建立合理的有限元模型并进行正确的计算设置，可以得到准确的蠕变分析结果。
这些结果对于材料研究和工程设计具有重要的指导意义。
abaqus蠕变模型 双曲正弦法则
文章题目：深入探讨abaqus蠕变模型与双曲正弦法则在工程领域中，蠕变现象一直是一个备受关注的话题。
而abaqus蠕变模型与双曲正弦法则作为研究和应用领域的重要组成部分，对于深入理解和分析蠕变现象都具有重要意义。
本文将从简到繁，由浅入深地讨论abaqus蠕变模型和双曲正弦法则，帮助读者更深入地理解这一主题。
1. abaqus蠕变模型abaqus蠕变模型是指在abaqus有限元分析软件中用来描述材料发生蠕变现象的模型。
蠕变是指在给定应力条件下，材料在持续加载下逐渐发生变形的性质。
在abaqus中，蠕变模型能够较好地预测材料在长期荷载作用下的变形和破坏行为，是工程实践中不可或缺的工具。
在abaqus中，蠕变模型通常采用粘塑性模型或本构模型来描述材料的蠕变行为。
它考虑了应力、时间和温度等多种因素对材料蠕变性能的影响，可以很好地模拟出材料在实际工况下的蠕变变形。
通过abaqus蠕变模型的建立和分析，工程师可以更好地了解材料的蠕变特性，从而设计出更加可靠和安全的工程结构。
2. 双曲正弦法则双曲正弦法则是描述材料蠕变现象的重要数学模型之一。
它基于实验数据和理论分析，将蠕变应变和时间之间的关系用双曲正弦函数进行描述，能够较好地预测材料在蠕变条件下的变形行为。
双曲正弦法则的提出，为工程实践中的蠕变问题提供了理论支持，对于材料蠕变性能的研究具有重要意义。
在双曲正弦法则中，蠕变应变随时间的变化服从双曲正弦函数的规律，这一规律在预测材料长期蠕变行为时表现出较高的准确性和可靠性。
通过双曲正弦法则，工程师可以更好地理解蠕变现象，并为工程结构的设计和使用提供更加可靠的依据。
总结回顾通过本文的讨论，我们深入探讨了abaqus蠕变模型与双曲正弦法则。
abaqus蠕变模型作为预测材料长期荷载下变形行为的工具，在工程实践中具有重要意义。
它考虑了多种因素对材料蠕变性能的影响，能够较好地模拟出材料的蠕变行为。
双曲正弦法则则是描述蠕变现象的重要数学模型，通过描述蠕变应变和时间之间的关系，为预测材料在蠕变条件下的变形行为提供了理论支持。
应力松弛和蠕变的模型和原理
应力松弛和蠕变的模型和原理应力松弛是指材料在一定的应力作用下，随着时间的推移，应力逐渐减小的现象。
应力松弛可以在高温、高应力或长时间作用下发生，它与材料的内部结构和微观运动有关。
蠕变是指材料在一定应力作用下，在一段较长时间内会产生徐变现象，即在应力作用下，材料会慢慢地变形。
应力松弛的模型和原理可以从两个方面来解释，即弹性变形和材料内部结构变化。
首先，从弹性变形的角度来看，应力松弛可以通过弹性模型来进行描述。
材料在受到外部应力作用时，会产生一定的弹性变形。
当应力持续作用时，材料的分子和晶格内部会发生弹性畸变，从而产生内应力。
这些内应力会逐渐使材料的原始应力减小，从而产生应力松弛现象。
其次，从材料内部结构变化的角度来看，应力松弛可以通过材料的内部结构演化进行解释。
材料的内部结构由分子、原子、晶粒等微观结构组成。
当材料受到应力作用时，这些微观结构会重新排列和变形，从而引发材料的应变和变形。
随着时间的推移，材料的内部结构会重新达到平衡状态，从而使应力逐渐减小，产生应力松弛现象。
蠕变是材料在一定应力作用下，长时间内发生的徐变现象。
蠕变可以通过材料的流变模型来进行解释。
蠕变的模型和原理可以从粘弹性和塑性变形两个方面来解释。
首先，从粘弹性的角度来看，蠕变可以通过粘弹性模型进行描述。
粘弹性是指材料同时具有弹性和粘性特性。
在蠕变作用下，材料会同时发生弹性变形和粘性变形。
弹性变形主要是由于材料的分子或晶粒内部发生位移和畸变，而粘性变形主要是由于材料内部分子的滑移和相对位移引起的。
蠕变的产生主要是由于长时间的粘性变形造成的。
其次，从塑性变形的角度来看，蠕变可以通过塑性流变模型进行解释。
在蠕变过程中，材料的内部结构会发生可塑性的变形，即原子、分子或晶粒之间的相对位移会发生变化，从而引发材料的塑性流动。
长时间的塑性流动会导致材料的徐变现象，从而产生蠕变。
综上所述，应力松弛和蠕变的模型和原理可以通过弹性变形、材料内部结构演化、粘弹性和塑性变形等方式进行解释。
abaqus仿真案例
Abaqus是一款功能强大的有限元分析（FEA）软件，广泛应用于各种工程领域。
以下是一个简单的Abaqus仿真案例，演示了如何对一个简单的结构进行静态分析。
案例描述：
假设我们要分析一个简单的矩形板，其长度为1m，宽度为0.5m，厚度为0.01m。
该板材由线性弹性材料制成，其弹性模量为200GPa，泊松比为0.3。
分析步骤：
1.创建模型：在Abaqus中创建一个新的模型，并设置模型单位为m。
2.创建材料属性：在Abaqus中定义材料的弹性模量和泊松比。
3.创建网格：对模型进行网格划分，选择合适的网格大小和类型。
4.施加载荷和约束：在模型的边界上施加固定约束，并在上表面施加均匀分布
的载荷。
5.运行分析：进行静态分析，并查看分析结果。
分析结果：
通过查看分析结果，我们可以得到矩形板的应力分布和变形情况。
在本案例中，最大应力出现在矩形板的中心位置，其值为199.8MPa。
最大变形出现在矩形板的边缘位置，其值为0.002m。
结论：
本案例演示了如何使用Abaqus进行静态分析，并得到了矩形板的应力分布和变形情况。
通过调整材料属性和载荷条件，可以对不同结构的静态性能进行分析和优化。
Abaqus蠕变分析方法
Abaqus蠕变分析⽅法蠕变计算⾮常复杂，这⼉仅给出了abaqus中的简略流程，⾜以处理惯例⼯程疑问。
为了简化塑料构造蠕变疑问的核算(如下降蠕变应变与其他⾮弹性应变的耦合程度)，能够将该剖析疑问分红⼀个静态加载的进程，然后再进⾏蠕变进程的剖析。
1.静态加载进程的核算静态加载进程即是⼀与时刻⽆关的加载进程，运⽤ABAQUS/Standard时⾸要是在中设置，如图1所⽰。
2.蠕变进程的核算在经过进程1的静态剖析后，构造中将发⽣⼀个应⼒场，接下来能够进⾏蠕变进程的核算。
蠕变进程的核算⾸要分为两个进程：取得该构造资料的蠕变模型参数和树⽴蠕变剖析步。
1)取得资料的蠕变模型参数⽬前ABAQUS蠕变模型有三种，分别是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。
其间Power-law model有两种⽅式为Time hardening form和Strain hardening form。
其间Time hardening form⽅式最为简略，关于简略的蠕变进程（如蠕变进程应⼒改变规模不太⼤）是对⽐适⽤的，式(1)为其微分⽅式：因为图2中表征的是蠕变应变与时刻和等效应⼒的联系，故有必要对公式(1)积分，积分成果见公式(2)：表征资料蠕变特性的三个参数确定后，经过ABAQUS/CAE的增加资料的蠕变特性，如图3所⽰：2)蠕变核算因为蠕变是⼀个时刻有关的进程，因⽽有必要计⼊时刻。
⼀起蠕变⼜是⼀个惯性效应不明显的进程，即构造的加速度效应不必思考。
对于这些ABAQUS供给了专门对于这⼀类型的剖析步。
蠕变核算剖析步设置在中完结，见图4。
其间蠕变应变的容差设置将影响增量步的⼤⼩，容差设的很⼩，增量步也将下降。
因⽽需求⼀个适宜的蠕变应变的容差，通常为了确保精度并且不使得增量步过⼩，能够设为1E-4~1E-6左右，这个容差能够依据详细核算作调整。
蠕变核算⾸要即是以上两步的设置，其余核算与惯例剖析完全⼀致。
(完整版)Abaqus中显示动力学分析步骤
准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程（guasi-static process）在过程进行的每一瞬间，系统都接近于平衡状态，以致在任意选取的短时间dt内，状态参量在整个系统的各部分都有确定的值，整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成，这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程，实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念，在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态，因此当加载过程进行得无限缓慢时，在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态，该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态，以及齿面和齿根的应力变化规律，其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程，它的最初发展是为了模拟高速冲击问题，在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时，非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值，所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上，显式求解方法已经证明是有价值的，另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时，显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外，当模型很大时，显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义，由于一个静态求解是一个长时间的求解过程，所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的，它将需要大量的小的时间增量。
因此，为了获得较经济的解答，必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速，静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态，在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
Abaqus中显示动力学分析步骤
准静态分析——ABAQUS/Explicit准静态过程（guasi-static process）在过程进行的每一瞬间，系统都接近于平衡状态，以致在任意选取的短时间dt内，状态参量在整个系统的各部分都有确定的值，整个过程可以看成是由一系列极接近平衡的状态所构成，这种过程称为准静态过程。
无限缓慢地压缩和无限缓慢地膨胀过程可近似看作为准静态过程。
准静态过程是一种理想过程，实际上是办不到的。
准静态原为一个热力学概念，在这里引用主要是指模型在加载的过程中任意时刻所经历的中间状态都可近似地视为静力状态，因此当加载过程进行得无限缓慢时，在各个时刻模型所处的状态就可近似地看作是静态，该过程便是准静态过程。
准静态啮合过程仿真主要考虑的是弧齿锥齿轮副在加载时的接触状态，以及齿面和齿根的应力变化规律，其前提是不考虑齿轮副惯性的影响。
ABAQUS/Explicit准静态分析显式求解方法是一种真正的动态求解过程，它的最初发展是为了模拟高速冲击问题，在这类问题的求解中惯性发挥了主导性作用。
当求解动力平衡的状态时，非平衡力以应力波的形式在相邻的单元之间传播。
由于最小稳定时间增量一般地是非常小的值，所以大多少问题需要大量的时间增量步。
在求解准静态问题上，显式求解方法已经证明是有价值的，另外ABAQUS/Explicit在求解某些类型的静态问题方面比ABAQUS/Standard更容易。
在求解复杂的接触问题时，显式过程相对于隐式过程的一个优势是更加容易。
此外，当模型很大时，显式过程比隐式过程需要较少的系统资源。
将显式动态过程应用于准静态问题需要一些特殊的考虑。
根据定义，由于一个静态求解是一个长时间的求解过程，所以在其固有的时间尺度上分析模拟常常在计算上是不切合实际的，它将需要大量的小的时间增量。
因此，为了获得较经济的解答，必须采取一些方式来加速问题的模拟。
但是带来的问题是随着问题的加速，静态平衡的状态卷入了动态平衡的状态，在这里惯性力成为更加起主导作用的力。
abaqus蠕变参数 -回复
abaqus蠕变参数-回复关于abaqus蠕变参数的使用引言：在工程设计中，蠕变现象是不可忽视的一个因素，特别是在高温和高应力环境中。
ABAQUS是一种常用的有限元分析软件，可以用来模拟和分析各种结构在蠕变加载下的行为。
在ABAQUS中，有一些关键参数可以帮助我们更好地模拟蠕变行为，本文将详细讨论这些参数的设置和使用方法。
1. 什么是蠕变现象？蠕变是指在长时间高温和应力作用下材料的形变持续增加的现象。
常见的蠕变材料包括金属、陶瓷和聚合物等。
蠕变现象会导致材料的力学性质发生变化，对于结构的设计和可靠性分析具有重要意义。
2. ABAQUS中的蠕变参数ABAQUS提供了一些专门用来模拟和分析蠕变现象的参数，这些参数可以帮助我们更准确地描述材料的蠕变行为。
以下是几个常用的蠕变参数：- 蠕变模型：ABAQUS提供了多种蠕变模型，如流变模型、Norton-Bailey模型等。
通过选择适当的蠕变模型，可以更好地符合不同材料的蠕变特性。
- 蠕变指数：蠕变指数是定义蠕变速率与应力的关系的一个指数。
ABAQUS中的蠕变指数可以通过材料属性输入，一般取正数。
蠕变指数越大，材料的蠕变特性越明显。
- 蠕变系数：蠕变系数是描述材料在蠕变条件下应力松弛速率的系数。
ABAQUS中可以通过输入蠕变系数来确定材料的应力松弛行为。
- 蠕变限制：蠕变限制是指材料在蠕变过程中的最大应力或应变限制。
ABAQUS中可以设置蠕变限制，当材料达到蠕变限制时，分析会停止。
3. 如何设置蠕变参数？在ABAQUS中设置蠕变参数需要通过以下步骤：3.1 定义材料属性：在ABAQUS的材料模块中，可以定义材料的蠕变指数、蠕变系数等参数。
根据实际材料的蠕变特性，选择合适的参数。
3.2 选择蠕变模型：在材料定义中，选择适当的蠕变模型。
不同的蠕变模型适用于不同类型的材料，如金属、陶瓷、聚合物等。
3.3 设置蠕变边界条件：在ABAQUS的边界条件模块中，设置适当的蠕变边界条件。
Abaqus蠕变详解_蠕变基础及流程
A )
B ( o ) n
Graham and Walles
a jt
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应力函数 为等效应力， n 为应力指数。Norton 幂次方法则较符合应力
分析的物理特性，Garofalo 关系式则包含 Norton、Prandtl 以及 Dorn 三种类函数 性质特性。在固定温度与负载下的蠕变行为模式，(2.3)式简化为与时间以及应力 相依函数，通常采用具有物理意义与时间有关的 Norton 幂次方法则进行蠕变分 析，其主蠕变期及第二蠕变期可表示为：
(2.2)
式中、 in 、 p 及 c 分别为弹性应变、非弹性应变、塑性应变及蠕应变。 其中 c 蠕应变可以时间 t、温度 T 及应力 之函数表示为：
c f , t , T f1 f 2 t f3 T
(2.3)
其中 f1 应力函数以及 f 2 t 时间函数通常采用下列几种假设：
带入式 (2.14) 之 sinh 函数修正，则 time-temperature 相依之蠕变行为可表达为 Garofalo 及 Arrhenius 函数所结合之 Hyperbolic-sine law 模式：
d n H A sinh( B ) exp (2.15) dt RT
一般蠕变曲线可分成三阶段： 1. 2. 3. 第一阶段为应变率随时间减少之瞬时蠕变期(Primary or Transient Creep)； 第二阶段为常数应变率之稳态蠕变期(Secondary or Steady-state Creep)； 第三阶段为试件断面颈缩造成应变率随时间快速增加之第三蠕变期 (tertiary creep)。 蠕应变率与时间关系如图 2.2 所示。
ABAQUS蠕变分析流程
ABAQUS蠕变分析流程蠕变分析流程(针对初学者)1.1蠕变分析流程蠕变主要是利用实验配合数值方法获的材料参数后，再将所获的的参数使用于有限元素的分析中，以求获得其应力、应变、蠕应力、蠕应变等等…内部结构经外力、时间或温度所造成的效应。
ABAQUS软件包蠕变分析模式，可以采用三种蠕变定律描述粘塑(visco-plastic)材料行为，ABAQUS软件包蠕变分析模式通常采用三种蠕变定律描述粘塑(visco-plastic)材料行为，幂次法则模式(Power-law model)可应用于仿真等温与固定负载下之蠕变行为，其所采用之定律分别为时间硬化率(time hardening)及应变硬化率(strain hardening)关系式。
变动温度状况下则使用Garofalo-Arrhenius双曲正弦法则模式(Hyperbolic-sine law model)仿真温度相依之稳态蠕变行为。
以下将就时间硬化率及双曲正弦法则说明蠕变材料参数确认方式。
为判断蠕变参数与参考文献实验数据曲线嵌合(这是为取得材料参数所使用的数学分析方法)结果之良好与否，采用回归分析之决定系数2R(Coefficient of Determination，R Square)为判断依据，2R值介于0-1，当2R越接近1表示嵌合结果之结果越好。
2.1蠕变理论材料受到低于降服或抗拉应力作用时，造成长时间粘塑性变形之现象称为蠕变(Creep)。
金属材料蠕变行为通常发生于高温，在常温时之蠕变效应极小通常视为无蠕变现象发生。
然而，高分子材料与金属材料蠕变现象不同，高分子材料在常温时便有明显蠕变现象发生，当应力及温度增加其蠕变现象愈显著。
蠕变为材料重要机械特性之一，当材料产生蠕变时，其应变与时间关系可由图2.1说明。
图中，P1> P2> P3其负载大小明显对其蠕变行为有明显影响，当负载愈大其蠕变变形愈快。
一般蠕变曲线可分成三阶段，第一阶段为应变率随时间减少之瞬时蠕变期(Primary or Transient Creep)、第二阶段为常数应变率之稳态蠕变期(Secondary or Steady-state Creep)，以及试件断面颈缩造成应变率随时间快速增加之第三蠕变期(tertiary creep)，蠕应变率与时间关系如图2.2所示。
Abaqus蠕变分析（stepbystep）
Abaqus蠕变分析（stepbystep）事实上蠕变是非常复杂的，这里仅给出了abaqus中的简单流程，足以解决常规工程问题。
为了简化塑料结构蠕变问题的计算(如降低蠕变应变与其他非弹性应变的耦合程度)，可以将该分析问题分成一个静态加载的过程，然后再进行蠕变过程的分析。
1.静态加载过程的计算静态加载过程就是一与时间无关的加载过程，使用ABAQUS/Standard时主要是在中设置，如图1所示。
2.蠕变过程的计算在通过步骤1的静态分析后，结构中将产生一个应力场，接下来可以进行蠕变过程的计算。
蠕变过程的计算主要分为两个过程：获得该结构材料的蠕变模型参数和建立蠕变分析步。
1) 获得材料的蠕变模型参数目前ABAQUS蠕变模型有三种，分别是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。
其中Power-law model有两种形式为Time hardening form和Strain hardening form。
其中Time hardening form形式最为简单，对于简单的蠕变过程（如蠕变过程应力变化范围不太大）是比较适用的，式(1)为其微分形式：由于图2中表征的是蠕变应变与时间和等效应力的关系，故必须对公式(1)积分，积分结果见公式(2)：表征材料蠕变特性的三个参数确定后，通过ABAQUS/CAE的添加材料的蠕变特性，如图3所示：2) 蠕变计算由于蠕变是一个时间相关的过程，因此必须计入时间。
同时蠕变又是一个惯性效应不明显的过程，即结构的加速度效应不用考虑。
针对这些ABAQUS提供了专门针对这一类型的分析步。
蠕变计算分析步设置在中完成，见图4。
其中蠕变应变的容差设置将影响增量步的大小，容差设的很小，增量步也将降低。
因此需要一个合适的蠕变应变的容差，一般为了保证精度而且不使得增量步过小，可以设为1E-4~1E-6左右，这个容差可以根据具体计算作调整。
蠕变计算主要就是以上两步的设置，其余计算与常规分析完全一致。
ABAQUS软件在弹性滑移支座非线性有限元分析中的应用
胶材料是通过高温加压硫化的方法粘接在一起，接 触面上不存在相对运动，所以在ＡＢＡＱＵＳ分析过程 中选择绑定约束模拟两者的接触面．同时，选用绑定 约束还有利于消除刚体位移，大大减少计算接触状 态所需要的迭代次数． ２．６摩擦接触
在外荷载作用下，摩擦材料与底板之间存在着 变形约束与力的相互作用．摩擦材料与底板之间从 作用力的关系来说，将发生主动力与被动力之间的 相互作用；从位移关系来说，变形的摩擦材料与受挤 压的底板之间存在着相互制约与变形协调．弹性滑 移支座模型的建立关键就是如何考虑摩擦材料与底 板之间的相互作用．
１．２ 弹性滑移支座的试验结果 按照影响因素的不同将试验分为３组，分别考
察竖向荷载、位移幅值、加载频率对弹性滑移支座动 力性能的影响．试验工况如表１所示．由试验结果可 计算得弹性滑移支座等效水平刚度和等效阻尼比， 如表２所示．
表１弹性滑移支座加载方案
Ｔａｂｌｅ １ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｌｏａｄｉｎｇ ｃａｓｅｓ ｏｆ ｅｌａｓｔｉｃ ｓｌｉｄｉｎｇ ｂｅａｒｉｎｇ
第４期
王璐等：ＡＢＡＱＵＳ软件在弹性滑移支座非线性有限元分析中的应用
５ｌ
ＡＢＡＱＵＳ可以获得较精确的计算结果． ２．２模型参数
根据试件实际尺寸进行有限元建模，橡胶、聚四 氟乙烯及钢板的材料参数如表３所示．
表３有限元模型参数
Ｔａｂｋ ３ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｏｄｅｌ
受剪力作用时叠层橡胶首先发生剪切变形，当其所承 受的水平荷载超过摩擦材料的最大静摩擦力时，带动 摩擦材料一起运动．因此，叠层橡胶部分的等效水平 刚度和等效阻尼比的变化直接决定了弹性滑移支座 等效水平刚度和等效阻尼比的变化规律．等效水平刚 度和阻尼比的有限元模拟值如表４所示．
ABAQUS蠕变分析流程(简体)by a762701
蠕变分析流程(针对初学者)1.1蠕变分析流程蠕变主要是利用实验配合数值方法获的材料参数后，再将所获的的参数使用于有限元素的分析中，以求获得其应力、应变、蠕应力、蠕应变等等…内部结构经外力、时间或温度所造成的效应。
ABAQUS软件包蠕变分析模式，可以采用三种蠕变定律描述粘塑(visco-plastic)材料行为，ABAQUS软件包蠕变分析模式通常采用三种蠕变定律描述粘塑(visco-plastic)材料行为，幂次法则模式(Power-law model)可应用于仿真等温与固定负载下之蠕变行为，其所采用之定律分别为时间硬化率(time hardening)及应变硬化率(strain hardening)关系式。
变动温度状况下则使用Garofalo-Arrhenius双曲正弦法则模式(Hyperbolic-sine law model)仿真温度相依之稳态蠕变行为。
以下将就时间硬化率及双曲正弦法则说明蠕变材料参数确认方式。
为判断蠕变参数与参考文献实验数据曲线嵌合(这是为取得材料参数所使用的数学分析方法)结果之良好与否，采用回归分析之决定系数2R(Coefficient of Determination，R Square)为判断依据，2R值介于0-1，当2R越接近1表示嵌合结果之结果越好。
2.1蠕变理论材料受到低于降服或抗拉应力作用时，造成长时间塑性变形之现象称为蠕变(Creep)。
金属材料蠕变行为通常发生于高温，在常温时之蠕变效应极小通常视为无蠕变现象发生。
然而，高分子材料与金属材料蠕变现象不同，高分子材料在常温时便有明显蠕变现象发生，当应力及温度增加其蠕变现象愈显著。
蠕变为材料重要机械特性之一，当材料产生蠕变时，其应变与时间关系可由图2.1说明。
图中，P1> P2> P3其负载大小明显对其蠕变行为有明显影响，当负载愈大其蠕变变形愈快。
一般蠕变曲线可分成三阶段，第一阶段为应变率随时间减少之瞬时蠕变期(Primary or Transient Creep)、第二阶段为常数应变率之稳态蠕变期(Secondary or Steady-state Creep)，以及试件断面颈缩造成应变率随时间快速增加之第三蠕变期(tertiary creep)，蠕应变率与时间关系如图2.2所示。
带你逐一击破ABAQUS多样的钣金成型仿真
带你逐⼀击破ABAQUS多样的钣⾦成型仿真随着⽣产制造⽔平的提⾼，很多产品对精度、成本的要求也越来越⾼，过去的依靠经验+试验的⽅法，进⾏模具制造和加⼯控制已越来越不能满⾜⼯程需要。
引进数字化模拟技术，利⽤CAE软件分析和优化⽣产制造⼯艺势在必⾏。
ABAQUS软件凭借其强⼤的仿真优势，能够很好地解决材料成型中所涉及的冲击、⼏何⾮线性、接触⾮线性等⼤变形问题。
ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit的⾮线性功能及显⽰分析和隐式分析功能的完美结合，可获得常规⽅法难以获得的⾦属成形过程中的温度场、应⼒场、应变场及回弹量等⼯艺参数，为提⾼⼯件的加⼯质量、选取设备吨级、制定合理的⼯艺过程提供依据。
1. 冲压成型分析ABAQUS具有丰富的弹塑性本构材料模型和各向异性材料模型，后者主要针对板材的各向异性性质。
冲头(冲模)的运动既可以⽤变形体也可以⽤刚体来模拟，各种摩擦模型和丰富的接触算法可⽤来处理任意复杂的三维接触⾯问题。
同时，为了处理板材成型过程可能遇到的⽹格畸变问题，ABAQUS还提供了⽹格⾃适应算法。
2. 蒙⽪拉伸成型ABAQUS提供了强⼤的处理⼏何⾮线性的功能。
可以模拟蒙⽪拉伸成型的局部⼤位移、⼤转动，以及复杂的接触算法(包括刚体-刚体，刚体-变形体，变形体-变形体，其中刚体表⾯还可以是解析刚体⾯)，并可以实时计算相应的模具反⼒。
3. 橡⽪囊成型ABAQUS提供丰富的材料本构模型，仅橡胶材料，就多达16种。
同时可以很好的模拟橡⽪囊成型过程中的⾮线性问题，强⼤的接触算法，能够模拟任意复杂三维模型的接触问题，以及复杂的接触属性包括摩擦系数，摩擦⽣热等等。
4. 超塑成型⽬前⼏乎所有的⾦属材料中都发现了超塑现象，尤其以钛合⾦超塑成型⼯艺，在航空航天上应⽤更多。
ABAQUS提供了多种本构模型适⽤于对各种超塑材料的研究，如率⽆关材料、率相关材料、各向异性材料和各向同性材料。
5. 弯管成型弯管成型有冷加⼯和热加⼯两种，ABAQUS具有强⼤的热固耦合分析功能，包括：稳态热传导和瞬态热传导分析，顺序耦合热固分析，完全耦合热固分析，强制对流和辐射分析，热界⾯接触，热电耦合等等。
ABAQUS中如何计算蠕变的流程
ABAQUS中如何计算蠕变的流程.doc为了简化塑料结构蠕变问题的计算(如降低蠕变应变与其他非弹性应变的耦合程度)，可以将该分析问题分成一个静态加载的过程，然后再进行蠕变过程的分析。
1．静态加载过程的计算静态加载过程就是一与时间无关的加载过程，使用ABAQUS/Standard时主要是在中设置，如图1所示。
图1在中可以用于设置静态分析的几何非线性，设置增量步的增长等。
2．蠕变过程的计算在通过步骤1的静态分析后，结构中将产生一个应力场，接下来可以进行蠕变过程的计算。
蠕变过程的计算主要分为两个过程：获得该结构材料的蠕变模型参数和建立蠕变分析步。
1)获得材料的蠕变模型参数目前ABAQUS蠕变模型有三种，分别是Power-law model和Hyperbolic-sine law model。
其中Power-law model有两种形式为Time hardening form和Strain hardening form。
其中Time hardening form形式最为简单，对于简单的蠕变过程（如蠕变过程应力变化范围不太大）是比较适用的，式(1)为其微分形式：m n cr t q A ~=ε(1) 其中crε为等效蠕变应变率，为cr cr εε:32； n q~为等效偏应力； t 为时间。
m n A ,,分别为常数项，用于表征该材料的蠕变特性。
常见的材料蠕变曲线族如图2所示：00.0020.0040.0060.0080.010.012010000000200000003000000040000000timec r e e p s t r a i n10MPa20MPa 30MPa 40MPa图2由于图2中表征的是蠕变应变与时间和等效应力的关系，故必须对公式(1)积分，积分结果见公式(2)：1~1++=m n cr t q mA ε (2) 其中0>n ，10->≥m 。
然后可以用公式（2）拟合图2中的曲线族获得合适的三个参数。
abaqus松弛应变
abaqus松弛应变
松弛应变是指在材料受到恒定应力或应变作用下，随着时间的推移，材料内部的应变逐渐减小的现象。
在Abaqus中，松弛应变可以通过定义材料的松弛模型来模拟。
常见的松弛模型包括Maxwell 模型、Kelvin-Voigt模型等。
在Abaqus中，可以通过材料定义中的松弛模型参数来描述材料的松弛行为。
在定义材料时，需要指定松弛模型的参数，如弹性模量、泊松比、松弛时间等。
这些参数可以根据材料的实际性质进行调整，以准确描述材料的松弛行为。
另外，在Abaqus中，还可以通过定义加载步和边界条件来模拟材料的松弛行为。
在加载步中，可以设置恒定的应力或应变加载，并通过监视节点或单元来观察材料内部的应变随时间的演变情况。
通过合理设置加载步和边界条件，可以模拟材料在实际工程中的松弛行为。
总之，在Abaqus中，可以通过定义松弛模型参数、加载步和边界条件等方式来模拟材料的松弛应变行为，从而更好地理解材料在
实际工程中的性能表现。
希望这些信息能够帮助你更好地理解Abaqus中材料的松弛应变模拟。
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【基础・应用】
用ABAQU S 对光滑试件的蠕变与应力
松弛进行的数值模拟①
赵 雁 姬海君 安晓宁 李印生
(武警工程学院军械运输系,陕西西安710086)
【摘 要】 本文介绍了一种国际上通用的有限元程序系统ABAQUS ,用ABAQUS 分别对材料的蠕变和应力松弛进行数值模拟,并与实验结果进行了比较。
【关键词】 蠕变;应力松弛;松弛极限
ABAQUS 是国际上先进的通用有限元程序系统之一,具有广泛的模拟性能。
它拥有大量不同种类的单图1元模型、材料类型、分析过程等,可以分析复杂的固体力学和结构力学系
统。
无论是简单的线弹性问题,还是复杂的非线性组合问题,应用该软件分析都可以得到令人满意的结果。
一个完整的ABAQUS 分析过程,通常有三个明确的步骤:前处理、
模拟计算和后处理。
它们的联系及生成的相关文件如图1所示:
前处理(ABAQUS/pre ):此步骤中必须确定物理问题的模型和生成
一个ABAQUS 输入文件。
模拟计算(ABAQUS/standard ):此步骤是应用ABAQUS/standard
求解输入文件所确定的数值问题。
模拟计算通常在内存中进行。
一个
应力分析的算例包括位移和应力,并存储在二进制文件中,便于进行后
处理。
后处理(ABAQUS/post ):后处理一般由ABAQUS/post 或其他后处
理程序来实现。
ABAQUS/post 读入二进制输出文件,可以用各种各样
的方法显示结果,其中包括彩色等值线图、动画、变形形状绘图及x -
y 平面绘图。
蠕变是金属材料在一定应力的长时期作用下,即使应力低于弹性极限,也会发生塑性变形的现象。
在用ABAQUS 模拟蠕变行为时,首先要选取合适的模型。
当应力保持不变时,
选取power -law 模型中的time 2hardening 型最合适,因此,在ABAQUS 中定义蠕变时就选取time 2hardening 项,如图2所示。
time 2hardening 型是power 2law 模型中较为简单的一种,用公式表达为,ε∴cr
=A q n t m 图2其中ε∴cr 是单轴蠕变应变率23
εcr ∶ εcr ,q 是单轴等效应力,t 是总时间,A 、n 、m 是温度
的函数,由用户给出。
与之对应,在ABAQUS 中,
A 、n 、m 分别与power -law Multiplier ,Eq Stress
Order ,Time Order 对应。
做蠕变的应变—时间曲线如图3所示:
4
12001年12月 武警工程学院学报 Dec.2001
第17卷第6期 JOURNAL OF EN GG COLL EGE OF ARMED POL ICE FORCE Vol.17No.6
①收稿日期:2001—06—10第一作者:赵雁(1970—
),女,汉族,1993年7月毕业于西北工业大学,现为武警工程学院军械运输系专业基础教研室讲师。
ABAQUS/standard
绘制的应力彩色等值线图如图4所示:
图4
应力松弛是零件或材料在总应变保持不变的情况下,其中的应力随时间自行降低的现象。
对光滑式样应力松弛的模拟,在一端加上4个位移,保持10000个时间单位后,看应力减小的程度。
应力松弛曲线是在给定温度和总应变条件下,测定的应力随时间变化曲线,加于试件上的初应力为σ0,在开始阶段应力下降很快,称为应力松弛第一阶段,以后应力下降逐渐减缓,称为应力松弛第二阶段。
最后曲线趋向于与时间轴平行,此时的应力称为松弛极限。
应力松弛模拟的总时间与应力关系数据如图5:
图5
参考文献
[1] 刘鸿文.材料力学.高等教育出版社
[2] 王成,邵敏.有限单元法基本原理和数值方法.清华大学出版
51赵 雁、姬海君、安晓宁、李印生:用ABAQUS 对光滑试件的蠕变与应力松弛进行的数值模拟。