abaqus6.11一个从初学到精通粘弹性的分析的经验积累解析
问题积累（待续）
1.abaqus如何调整图例的大小，就是云图左上角那个图框，字太小了看不清！！
直接设置图例的字体大小就可以：工具栏viewport>viewport annotation options>legend(选项卡)>text(选项)>set font(按钮)>size，修改size选项中的数字，就可以修改图例大小了。
2.cohesive element ＡＢＡＱＵＳ
在6.11使用cohesive element，定义cohesive材料属性的时候主要步骤：
1.定义一个材料的名字，比如cohesive，不要去定义任何属性（弹性，弹塑性等等）。
2.打开工具栏model--edit keywords，在inp中手动添加材料的各种属性。
PS: 定义section的时候选cohesive，element control选sweep，element type选cohesive，这些是使用cohesive element的基本步骤。 zero thickness的cohesive section设定abaqus所谓的
zero-thickness，其实就是定义cohesive section的initial thickness=1.0。你可以在定义section的时候定义（specify），也可以用系统默认的thickness（也是1.0），这样有关cohesive element 的计算当中，就有displacement（位移）=strain（应变）*thickness ( 1.0 )=strain的数值。我们知道从1914年Ingless和1921年Griffith提出断裂力学开始，一直到60年代都停留在线弹性断裂力
学(LEFM)的层次。后来由於发现在裂纹尖端进入塑性区后用LEFM仍然无法解决stress singularity的问题。1960年由Barenblatt 和Dugdale率先提出了nonlinear/plastic fracture mechnics的概念，在裂纹前端引入了plastic zone,这也就是我们现在用的 cohesive fracture mechnics的前身。当时这个概念还没引起学术界的轰动。直到1966年Rice发现J-integral及随后发现在LEFM中J-integral 是等于energy release rate的关系(赞大牛Rice一个，在读Ph.D 期间就推导出对断裂力学有重要意义的J-integral了。。。，实令我辈汗颜)。随后在工程中发现了越来越多的LEFM无法解释的问题。cohesive fracture mechnics开始引起更多的关注。在研究以混凝土为代表的quassi-brittle material时，cohesive fracture mechnics提供了非常好的结果，所以在70年代到90年代，cohesive fracture mechnics被大量应用于混凝土研究中。目前比较常用的方法主要是fictitious crack approach和effective-elastic crack approach或是称为equivalent-elastic crack approach. 其中fictitious crack approach只考虑了Dugdale-Barenblatt energy mechanism而effective-elastic crack approach只考虑了基於LEFM 的Griffith-Irwin energy dissipation mechanism，但作了一些修正。简单来说，我读了一下ABAQUS cohesive element的理论帮助，个人觉得ABAQUS的cohesive element采用的是广泛应用于混凝土的类似fictitious crack的方法。只考虑了Dugdale-Barenblatt energy mechanism。这其中softening law 的影响是非常重要的。
但ABAUQS似乎只提供了linear 或者exponential 的softening law，复杂的本构关系还需要另想办法。至於基於Griffith-Irwin energy dissipation mechanism的J-integral值可以在LEFM分析中单独算。(ABAQUS用的是Suo Zhigang 和Hutchinson在1990一篇论文中提出的方法) 目前cohesive fracture mechnics已经被应用于各种材料。不过在使用到纳米或者更小数量级的研究中碰到了不少问题，可能需要结合位错和分子动力学的一些理论，我现在的研究中也碰到类似的一些问题，希望和大家一起讨论。做裂纹ABAQUS有几种常见方法。最简单的是用debond命令, 定义*FRACTURE CRITERION, TYPE=XXX, 参数。。。** *DEBOND, SLAVE=XXX, MASTER=XXX, time increment=XX0,1, ……......time,0要想看到开裂特别注意需要在指定的开裂路径上定义一个*Nset，然后在*INITIAL CONDITIONS, TYPE=CONTACT中定义master, slave, 及指定的Nset这种方法用途其实较为有限。另一种方法，在interaction模块，special, 定义crack seam, 网格最好细化，用collapse element模拟singularity. 这种方法可以计算J积分，应力强度因子等常用的断裂力学参数.裂尖及奇异性定义:在interaction-special,先定义crack, 定义好裂尖及方向, 然后在singularity选择：midside node parameter: 输入0.25, 然后选Collapsed element side, duplicate nodes，8节点单元对应(1/r)+(1/r^1/2)奇异性。这里midside node parameter 选0.25对应裂尖collapse成1/4节点单元。如果midside nodes不移动到1/4处, 则对应(1/r)奇异性, 适合perfect plasticity的情
况.网格划分:裂尖网格划分有一些技巧需要注意，partition后先处理最外面的正方形，先在对角线和边上布点，记住要点constraint, 然后选第三个选项do not allow the number of elements to change 不准seed变化，密度可以自己调整. 最里面靠近圆的正方形可以只在对角线上布点. 也可以进一步分割内圆及在圆周上布点. 里面裂
尖周围的内圆选free mesh, element type选cps6或者cpe6，外面四边形选sweep mesh, element type选cps8或者cpe8, 记住把quad 下那个缩减积分的勾去掉。
补充一下这种方法的几个常见问题，见不少朋友问过。主要是对断裂力学的理解问题，顺便一起回答一下。1．为什么我设置理想弹塑性(epp)分析的时候得到的xx,yy方向或者最大应力值Sxx, Syy会超过材料的屈服强度Sy呢, 这分析结果可能吗？这是因为在ABAQUS中对应等于材料的屈服强度的是von Mises等效应力Se=Sy，因此在平面应变的条件下，xx方向的应力Sxx=Sy*pi/SRQT(3)>Sy, 而
Syy=Sy*(2+pi)/SRQT(3), 大概是3倍的屈服应力。所以得到大于材料的屈服强度的xx及yy方向应力是正常的。2．为什么设置collapse element的时候对弹性分析在中间就一个点而要把单元边上的中点移到1/4处，但弹塑性分析却要在中间设置一圈点并且保持单元边上的中点位置不变呢？这个其实不是随便定的，在有限元中分析裂纹时，对弹性分析需要模拟裂尖1/SQRT(r)的奇异性，这样在把单元边上的中点移到1/4处后计算出来的等参单元拉格郎日型函数对应的u field正好包含1/ SQRT(r)项，事实上这一方法在断裂力学的数值模
拟发展史上是很巧妙的一个发现，至今仍然被广泛采用。至于理想弹塑性分析需要模拟裂尖1/r的奇异性, 这样大家都知道在把单元边上的点放在到1/2处后计算出来的正常的等参单元拉格郎日型函数对应的u field包含1/ r项, 可以模拟弹塑性分析需要的裂尖1/r 的奇异性。所以在看似动手点几下就能实现的分析模式后面有很清楚漂亮的理论作支持。还有就是比较新的cohesive element单元。需要定义damage initiation和evolution的准则， softening准则目前只有linear和exponential，但对一般材料也够用了。然后通过设置后处理display group可以看到裂纹扩展情况。裂纹扩展不是ABAQUS的强项，目前比较方便的只能用cohesive element，我做过几个模型效果还可以，但对应的参数需要一定的实验数据支持，否则做出来了也不知道对不对。或者使用python控制seam尺寸,然后移动partition和网格，比较麻烦。
3.分析步
分析步主要有初始分析步和后续分析步，每个分析步可以用来描述一个分析过程，例如在后续分析步中施加不同荷载，在初始分析步中施加边界条件等。
4.增量步
增量步是在分析步里面根据模型计算收敛情况设置的，简单模型可以设置较少的增量步，并可使初始增量为1；复杂模型设置多一点增量步，并减少初始增量值。超过设置的允许增量步数，则计算停止。补充；静力分析时，分析总时间(Time period)，是个相对概念，没
有单位的。尽管静力分析，你的荷载可能是一下子定义施加上了，但是aba计算时，数值积分是一步一步迭代计算的，需要N个迭代步，每个迭代步都需要求解联立耦合的方程组，程序计算需要一定的时间，这个时间就是时间增量increments，假若一共迭代N步，这N 个increments之和就是分析总时间(Time period)。
一般情况下，程序一开始按照你设定初始时间增量步进行计算，
1）若是在这个初始时间增量步下不能收敛，就会减小时间增量直到减小到你设定的最小时间增量为止，若还是不能收敛，则程序就会给你报错。
2）若是按照初始时间增量步可以顺利计算，程序会自动调大时间增量，一边加快计算进度，时间增量步调大的上限就是你设定的最大增量（Maximum number of increments）。
故而，最大增量步，初始时间增量，最小时间增量，最大时间增量等你的预先设置，在很大程度上影响着程序能不能顺利计算和计算速度的快慢。
5接触问题
接触问题，如果一开始并没接触上，是有间隙的，那么第一步就是要接触上。可以用一个小载荷，但用一个位移，比初始间隙稍微大一点点，或许更好。然后在后继步中，去掉这个位移，并加上载荷。甚至可以加一个大一点的位移，用比较小的增量步，多输出几个增量步的
结果，查看接触力的增加。在快要到达所应加的力的地方，做一个重启动，去掉位移，把最后的力加上去。加位移要比加力更容易收敛。
6.abaqus中的收敛
要取得一个精确的结果需要以下这些：
a,网格的收敛
b,瞬态问题的精确的时间整合
c,非线性求解过程适当的收敛
另外，一个精确的结果还需要在创建一个合适的有限元模型时好的工程评价，包括材料，载荷，边界条件以及求解过程。
补充：如果不收敛，一般使计算陷于死循环，为了避免这种情况，程序里都加入是否收敛的判断.
有限元法也是近似解法，收敛是作为计算结束，结果无限接近真实结果的一种判定标准。
7.在abaqus配置完成后，点击运行，如果出现Server Start Failed. The Server May Already Be Running!解决方法是先点击start server 右边的stop server，然后再点击start server，如果配置没错的话，这里会Server Start successful的。
8 如何显示梁截面（如何显示三维梁模型）
a）无论是运算还是默认显示，ABA中的梁都是一条线，很多人想看梁截面（一般一个星期有人问一次）。
显示梁截面：view->assembly display option->render beam
profiles，自己调节系数
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=835478&page=1#pid 1531086
b）后处理到底能不能显示梁截面？
在deformed shape和undeformed shape都能用上面的方法显示梁截面，在应力云图（contour）不能显示。
c）也经常有人问起如何显示壳单元的厚度
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-865887-1-1.html
9 怎么在局部坐标系下建立参考点
在前处理中，已经建立了局部坐标系，如何在局部坐标系中建立参考点？
这个有点麻烦，看看konadoul图文并茂的示例吧。
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=863389&highlight= %D7%F8%B1%EA%CF%B5
10 Documentaion（help文件）不能搜索
首先保证你准确的安装了Documentaion（先安装Documentaion再安装程序），其次有问题你可以重新安装
一次Documentaion。如果你和我一样比较懒不想安装，看看下面的方法是否管用吧。
1）控制面板---服务找到texis 双击查看是不是automatic，如果不是就设置为automatic
2）你可以用这个：http://name:2080/v6.8/ 注：name是你的计算
机名；6.8是版本号，
比如你用6.6的就改为6.6.（我的在自从不能搜索之后我就一直这么用的）
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=861085&extra=page %3D12%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=698879
11 建立几何模型草绘sketch的时候，发现画布尺寸太小了
1）这个在create part的时候就有approximate size，你可以定义合适的（比你的定性尺寸大一倍）；
如果你已经在sketch了，可以在edit菜单－－sketch option －－grid更改
2）这里如果你选择constriant标签，还能更改尺寸精度
12 想输出几何模型
part步，file，outport－－part
想导入几何模型？
part步，file，import－－part
13 如何定义局部坐标系
Tool－Create Datum－CSYS－－建立坐标系方式－－选择直角坐标系or柱坐标系or球坐标
14 如何在局部坐标系定义载荷
laod－－Edit load－－CSYS－Edit（在BC中同理）选用你定义的局部坐标系
15 如何定义随变载荷
amplitude 这个不多说了，强烈建议看《常见问题2.0》
小康大侠图示空间变载：https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-867236-1-5.html （强烈推荐照此演示操作一回）
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=861727&highlight= %CB%E6%CA%B1%BC%E4%B1%E4%BB%AF%B5%C4%D4%D8%BA%C9
設定於空間中變化的負載：A; v% |!https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthrea ... p;page=1#pid1556636 加载梯形载荷：https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=870350&extra=page %3D1%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
16 怎么知道模型单元数目（一共有多少个单元）
在mesh步，mesh verify 可以查到单元类型，数目以及单元质量一目了然
Query---element 也可以查询的。
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=813860&highlight= %B5%A5%D4%AA%CA%FD%C4%BF
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=858700&highlight= %B6%E0%C9%D9%B8%F6%B5%A5%D4%AA
17 怎样查询某个面的面积
下面是好心人给出的几种方法（有图文版），看看你喜欢那种了
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=855289&highlight= %C3%E6%BB%FD
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=859665&highlight= %C3%E6%BB%FD
18 分享一个Documentation搜索文件小技巧：
1 在操作过程中有疑问需要搜索Documentation文件，如果你在相关CAE界面直接按F1，这样
Documentation会自动链接到相关领域，省去搜索、查找的麻烦（你搜索一个关键词，会出来
一堆相关的东西，到底哪一个是你最想要的呢？）
2 在搜索的时候，搜索一个词组（比如hard contact）就采用"hard contact", 如果你输入hard contact，
系统就默认为是你想搜索hard和contact，会出来很多你用不着的东西，反倒把你想要的给淹没了。
加不加引号就是这个区别（注意，必须是英文输入法的引号""哦）19 模型显示dependent part不能mesh，怎么办？
1）你可以点模型树在part步mesh，也可以
2）在模型树assembly下点相应的part，右键，make independent 20 想隐藏一些part以便更清楚的看见其他part，edge等
view－Assembly Display Options，打勾
21 想打印或者保存图片
file－print－OK就打印
file－print－把Destination改为file并指定路径，format可选，就可以把当前模型视图保存为图形文件（我一般用png）
22 我建立了实体模型，实体单元只有3个自由度，如何施加弯矩（or 扭矩）？
常见问题2.0有说。
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=677582&extra=page %3D8%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
如何施加扭矩（示例）
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-864413-1-1.html
23 已经建好2D模型，想得到3D模型，怎么实现？
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=854372&extra=page %3D10%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68&page=1
24 CAE文件太大，上传不便，可否缩小？
保留种子删除网格，另存为新文件并关闭之，他就变小很多了。
另外，看看高人如何文档瘦身的：
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=861908&extra=page %3D10%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
25 你喜欢用Hypermesh划网格，用aba提交运算？看看老向的好东西吧
很好的HM转aba的视频（不过建议高手就这个问题收集一个专题，呵呵，呼唤下）
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=860878&extra=page
%3D13%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
在Hyperworks版置顶的这个由binling_love 大侠总结的专题https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-862441-1-1.html（HyperMesh与ABAQUS的接口模板(汇总））非常详细！
26 在CAE中定义节点集，如何将表面所有节点全部选中？
請看echo_shanghai及garethz的方法.
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-774697-1-1.html
27 如何控制加载的数值（如何按照你的加载步长来加载而不是按照aba默认的
步长加载）
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-864942-1-1.html
28 如何更改CAE界面默认颜色
view->Grahphic options->viewport Background->Solid->choose the wite colour!
然后在file->save options...
29 如何增大允许的迭代次数
这个一般情况下不需要更改，除非你有特殊需要才改的。
方法：在step模块，菜单other---Gerneral solution controls--Edit，选择第一
分析步"establish contact I"，点continue, 选择specify，点Time Incrementation
标签，点第一个more，把Is由默认的12改为30，点OK。
30 提示“磁盘空间不足”怎么办？
UNABLE TO COMPLETE FILE WRITE. CHECK THAT SUFFICIENT DISK SPACE 31 AVAILABLE
看看这2帖的方法
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-866003-1-1.html
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-862120-1-1.html
32 abaqus有没有镜像（mirror）功能，abaqus如何缩放模型大小镜像：模型树右键点copy，改下面相应设置：
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=261578&extra=page %3D3%26amp%3Bfilter%3Ddigest
缩放：模型树copy part > scale
33 abaqus如何加载重力：
可以用CAE操作，你也可以编辑keywords实现：
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=45661&extra=page% 3D4%26amp%3Bfilter%3Ddigest（老帖子）
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-867007-1-2.html（新帖子）https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=867007&extra=page %3D1%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
加载体力（惯性力）呢？和加重力很类似的（重力是体力中常见的一种嘛）：load---body load
34 ProE.导入 ABAQUS.CAE
konadoul大侠图文并茂：
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=865114&extra=page %3D1%26amp%3Bfilter%3Ddigest
怎样把Autocad导入abaqus：AUTOCAD必须保存为dxf格式，再file-import即可
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-871510-1-1.html
35 怎么查询模型中某一区域总共多少节点
可以定义一个set；方圆斑竹的方法非常方便：
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-867502-1-4.html
36 如何施加螺栓预紧力
load－－－bolt load。可以参考下这个小例子极其链接
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-867680-1-2.html
37 如何实现循环加载
添加循环对称和弹簧的视频
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=863183&highlight= %D1%AD%BB%B7%B6%D4%B3%C6
38 如何施加静水压力hydrostatic
load --> Pressure, 把默认的uniform 改为hydrostatic 。这个仅用于standard，显式分析不支持。
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-807112-1-1.html（aba_aba时代的老帖子）
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-869840-1-1.html（有图示如何设置高程以及小例子）
39 比较各种中继图格式导入ABQ的便利性
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-864574-1-1.html
40 建模，变截面拉伸物体建模
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthrea ... hlight=%CD%B9%CC%A8/ 41 导入线(Line)几何模型
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthrea ... p;page=1#pid1535853 42 F" ababa材料库使用教学# `（- ，这个需要购买的
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthrea ... p;page=1#pid1534135 43 模型中需要设置刚体，到底用解析刚体还是离散刚体呢？
看看binling_love的帖子你应该会明白的
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-868650-1-1.html
44 abaqus工作路径怎么设置
鼠标右键点击你的abaqus图标（或者开始－－程序－－abaqus）点属性－》
起始位置，设置你的工作路径
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-770873-1-1.html
45 如何做出半透明的效果图
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=869122&extra=page %3D1%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
46 如何检查壳单元法向
Property module/Assign/normal
47 如何输出part变形后节点坐标？
有些输出必须在前处理中做好，后处理才能输出：
把你关心的区域做成set，用0 f* Z3 ^! E* f( u
*node print, nset=setname 输出到dat文件3
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-870571-1-1.html
48 如何定义的刚体的质量
这个切不可再用庄茁的那本书上面的介绍，对新版本来说真是害人不浅。新版本已经更改：
在special中选择inertia 。或在inp文件里输入*element, type=mass, elset=mass_element
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=871399&extra=page %3D1%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=871399&page=1#pid 1600134
49 如何使用tie绑定2个part ？
小康大侠的图形演示：
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-866170-1-3.html
50 给曲面（曲壳）的加载面力（均匀0r不均匀的都有）：
用surface load加载面力（对于曲面来说，surface load和pressure 不同）
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-873022-1-2.html
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=839010&page=1#pid 1599650
51 如何相中part内部的面
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-873005-1-1.html
52 OBD文件大的惊人，如何减小odb文件大小
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-873151-1-1.html
53 如何选取内部的面
在 6.8版中打开selection toolbar 选择第二个图标内有select from interior entities即可选到内部面
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-873005-1-1.html
54 在property步，如何将名义应力，应变转换为abaqus中的真实应力，应变定义塑性
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-873608-1-1.html
55 AVG:75%的含义https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-855510-1-32.html
56 如何定义的刚性板的质量---注意，这个不能按照庄茁书的来做，新版本已经更改
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=871399&extra=page %3D2%26amp%3Bfilter%3Dtype%26amp%3Btypeid%3D68
57 如何输出单元体积
set步---whole model ----volume/Tickness/Corrdinate-----EVOL 58 如何在你在前处理中已经定义的局部坐标系下看结果（如果是柱坐标系，完全流程一样）
1）在打开ODB文件的时候，前面的read_only前面的勾去掉。
2）create coordinate system选择一种方法建立局部坐标。
3）coordinate system manager选择建立的csys-->move to odb 4）重新打开odb，main menu bar-->result-->options->transformation-->user-spcified-->ch oose your csys-->apply
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=820342&highlight= %D7%F8%B1%EA%CF%B5
59 如何显示最大、最小应力
在Visualization>Options>contour >Limits中选中Min/Max:Show Location
60 后处理有些字符（图例啊，版本号啊，坐标系啊）不想显示
view－view annotation option ，选择打勾
61 后处理中显示边界条件
Viewport－－ ODB Display Options 边界条件处打勾
62 在模型上只显示云图，不显示网格
option菜单－common－visible edges－－free edges
顺便窜一下，在前处理mesn之后不想显示网格，只显示模型的话，更简单：
工具栏有显示mesh、显示线框、显示实体连续的三个按钮。
63 你想调大变形放大系数（Deformation Scal Factor）让变形显示更明显一点？
注意：非线性问题，这个默认为是1（也就是不放大），只有线性的
才能改。
option菜单－common－visible edges－－Deformation Scale factor
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/thread-844763-1-1.html
64 如何在后处理中移动图例
选Gneral－－legend 可以隐藏
选Legent－－Upper left corner 可以移动
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=863548&page=1#pid 1531212
65 对ODB结果处理以后，如何保存结果
從visualization模塊開啟odb檔(不要直接從job manager開啟),並取消勾選
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还有konadoul兄的图文并茂：
https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,/viewthread.php?tid=864067&highlight= odb
66 job步提交运算后警告信息出现setwarning 或者nodewarning，（类似这样的语句：
....have been identified in element set ErrElemVolSmallNegZero .... identified in element set ErrElemDistorted WarnNodeUnconstrained
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弹性力学学习心得
弹性力学学习心得 孙敬龙S4 大学时期就学过弹性力学，当时的课本是徐芝纶教授的简明版教程，书的内容很丰富但是只学了前四章，学的也是比较糊涂。研究生一年级又学了一次弹性力学（弹性理论），所有课本是秦飞教授编着的，可能是学过一次的原因吧，第二次学习感觉稍微轻松点了，但是能量原理那一章还是理解不深入。弹性力学是一门较为基础的力学学科，值得我们花大量的时间去深入解读。 弹性力学主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。弹性力学是固体力学的重要分支，它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力，也称为弹性理论。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。 弹性力学的发展大体分为四个时期。人类从很早时就已经知道利用物体的弹性性质了，比如古代弓箭就是利用物体弹性的例子。当时人们还是不自觉的运用弹性原理，而人们有系统、定量地研究弹性力学，是从17
世纪开始的。发展初期的工作是通过实践，探索弹性力学的基本规律。这个时期的主要成就是R.胡克于1678年发表的弹性体的变形与外力成正比的定律，后来被称为胡克定律。第二个时期是理论基础的建立时期。这个时期的主要成就是，从 1822～1828年间，在?柯西发表的一系列论文中明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量概念，建立了弹性力学的几何方程、平衡(运动)微分方程，各向同性和各向异性材料的广义胡克定律，从而为弹性力学奠定了理论基础。弹性力学的发展初期主要是通过实践，尤其是通过实验来探索弹性力学的基本规律。英国的胡克和法国的马略特于1680年分别独立地提出了弹性体的变形和所受外力成正比的定律，后被称为胡克定律。牛顿于1687年确立了力学三定律。同时，数学的发展，使得建立弹性力学数学理论的条件已大体具备，从而推动弹性力学进入第二个时期。在这个阶段除实验外，人们还用最粗糙的、不完备的理论来处理一些简单构件的力学问题。这些理论在后来都被指出有或多或少的缺点，有些甚至是完全错误的。在17世纪末第二个时期开始时，人们主要研究梁的理论。到19世纪20年代法国的纳维和柯西才基本上建立了弹性力学的数学理论。柯西在1822～1828年间发表的一系列论文中，明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量的概念，建立了弹性力学的几何方程、运动(平衡)方程、各向同性以及各向异性材料的广义胡克定律，从而奠定了弹性力学的理论基础，打开了弹性力学向纵深发展的突破口。第三个时期是线性各向同性弹性力学大发展的时期。这一时期的主要标志是弹性力学广泛应用于解决工程问题。同时在理论方面建立了许多重要的定理或原理，并提出了许多有效的计算方法。1855～1858年间法国的圣维南发表
粘弹性结构动力学分析的一种数值方法
粘弹性结构动力学分析中的一种数值方法 彭 凡 傅 衣 铭 (湖南大学工程力学系, 长沙 410082, 中国) 摘要：针对材料具积分型本构关系，及松弛模量为Prony 级数形式的粘弹性结构动力学问题，本文结合Newmark 方法与Taylor 方法，建立了计算该类问题的一种数值算法。且以简支梁为例，应用该方法具体地分析了考虑线性与非线性粘弹性时梁的强迫振动响应。 关键词：粘弹性 动力学 数值方法 响应 1 引言 随着人们对结构材料物理与力学性质了解的不断深入，以及新型材料的广泛应用，粘弹性结构的动力学研究受得了愈来愈多的重视，数值计算已成为一种主要的分析手段。文[1]基于Newmark 方法建立了粘弹性结构动力学响应的有限元法，但只涉及到线性问题，而且在每一计算步，卷积积分的计算量较大。桂洪斌等[2]提出将粘弹性结构的动力学方程进行Laplace 变换，然后在相域中求解问题，显然这种处理方式同样只适应于线性情况。当考虑几何，物理包括损伤等非线性因素时，粘弹性结构动力学的数值分析就变得十分复杂与困难了。文[3,4]通过将微分－积分型非线性动力学方程化成高阶的微分方程，最终由Runge-Kutta 法来获得数值解，但只有当材料为标准线性固体或Prony 级数取较少项数时，这种方法才比较容易实现。本文针对材料服从积分型本构关系，且松弛模量为Prony 级数形式的粘弹性结构动力学问题，建立了从时域内直接求解的数值算法，它是基于Newmark 方法与Taylor 方法而得出的。其中Taylor 方法为卷积积分的递规算法，能使计算量显著降低[5]。文中通过对粘弹性梁的受迫振动分析来说明方法的应用。 2 简支粘弹性梁受迫振动的动力学方程 考虑一简支梁，其跨度为L ，高为h ，中点受横向周期激励t H θsin 。设材料具非线性粘弹性，可由Leaderman [6]本构关系描叙，则有 00 () ()(())(())()t E t t E g t g d t τσεεττ τ?-=+?-? (1) 式中)0(0E E =，)(t E 为松弛函数，)(εg 为应变ε的非线性函数： 23()g εεβεγε=++ (2) 其中β与γ为常数。在小挠度情况下，梁的受迫振动方程为： ()3 23452202422 334522422 0(,)(,)(,) 1280()(,)(,) sin ()1280t w x t h w x t h w x t A E t x x x E t h w x h w x d H x L t t x x x ργτττγτδθτ?? ????????++ ????????????? ???-?????++=- ??-????????? ? （3） 式中A ,ρ分别为梁的质量密度及横截面面积，δ为Dirac 函数， 满足两个简支端条件，即,,(0,)(0,)(,)(,)0xx xx w t w t w L t w L t ====的挠度),(t x w 取为 1(,)()sin k k k x w x t f t L π∞ ==∑ （4） 为说明问题起见，式(4)中只考虑1=k 的项，且令)()(1t f t f =。将式(4)代入式(3)后，作Galerkin 积分，并记
粘弹性
粘弹性功能梯度有限元法 摘要：有效离散的问题域的能力，使一个有吸引力的仿真技术的有限元方法造型复杂的边界值问题，如沥青混凝土路面材料非均匀性。专门―分级元素‖已被证明是提供高效，准确的功能梯度材料的模拟工具。以前的研究一直局限于功能梯度材料数值模拟弹性材料的行为。因此，当前的工作重点是对功能梯度材料的粘弹性材料有限元分析。在执行分析，使用弹性-粘弹性对应原理，和粘弹性材料的级配占内的元素广义ISO参数化配方。本文强调粘弹性沥青混凝土路面和几个例子的行为，包括核查问题领域的大规模应用，提交证明本办法的特点。DOI: 10.1061/_ASCE_MT.1943-5533.0000006 CE数据库标题：粘弹性;沥青路面混凝土路面;有限元方法。 关键词：粘弹性功能梯度材料，沥青路面，有限元法;通信原则。 概况 功能梯度材料(FGMs_)的特点是空间创建非均匀分布的各种微观结构巩固阶段将具有不同属性的大小和形状、，以及，通过转乘的加固作用和连续的方式(Suresh 和莫滕森基质材料)。他们通常被设计成产生财产渐变旨在优化下不同类型的结构响应加载条件(thermal，机械、电气、光学、etc)。(Cavalcante et al.2007)。这些属性渐变是在生产几种方法，例如通过循序渐进的含量变化相对于另metallic)，采用热的一个阶段ceramic障涂层，或通过使用数量足够多具有不同的属性(Miyamoto et al 的构成阶段。1999_可以根据定制设计器粘弹性FGMs (VFGMs)符合设计要求等作用下粘弹性柱轴向和热加载(Hilton 2005)。最近，Muliana(2009_)提出了黏弹性细观力学模型FGMs 的行为。除了设计或量身定制的功能梯度材料，几个土木工程材料的自然表现出梯度材料的性能。席尔瓦等人。(2006)已研究和仿真竹子，这是一个自然发生的梯度材料。除了自然发生，各种材料和结构呈现非均质物质的分布和构成属性层次生产或建设的做法，老龄化的结果，不同金额暴露恶化代理商，等沥青混凝土路面是一个这样的例子，即老龄化和温度变化产量连续分级的非齐次构性质。老化和温度引起的财产梯度已经有据可查的一些研究人员沥青路面1995年_garrick领域;米尔扎和witczak的1996年，2006年apeagyei; chiasson等。2008_。目前沥青路面粘弹性模拟状态限于要么忽视非均质财产梯度2002年_kim和buttlar;萨阿德等。2006年，2006年BAEK和AL-卡迪;戴夫等。，2007_或者他们考虑通过分层的方法，例如，在美国的关联模型国家公路和运输官员_aashto_机械经验路面设计指南_mepdg_ _araINC。，EC。2002_。精度从使用的重大损失沥青路面层状弹性分析方法有被证明_buttlar等。2006_。广泛的研究已经进行了高效，准确地模拟功能梯度材料。例如，cavalcante等人。_2007_，张和保利诺_2007_，arciniega雷迪_2007_，歌曲和保利诺_2006_都报道功能梯度材料的有限元模拟。然而，大多数的以前的研究一直局限于弹性材料行为。一各种土木工程材料，如聚合物，沥青混凝土，水泥混凝土等，表现出显著的速率和历史影响。这些类型的材料的精确模拟必须使用粘弹性本构模型。1postdoctoral副研究员，DEPT。土木与环境工程大学。伊利诺伊大学厄巴纳- 香槟分校，分校，IL 61801_corresponding author_。工程，系2donald BIGGAR威利特教授。公民权利和环境工程，大学。在厄巴纳香槟分校，伊利诺伊州，IL 61801。3professor和narbey哈恰图良的教师学者，部。民间 与环境工程，大学。位于Urbana-Champaign的伊利诺斯州，分校，IL 61801。 注意:这个手稿于2009年4月17日完成，2009年10月15日提交了批准，2010年2月5日在线发表。直到2011年6月1日，讨论期间打开，必须提交单独讨论个别文件。本文是在民事部分的材料杂志 工程，第一卷。23，没有。1，2011年1月1日起，。ASCE，ISSN 0899-1561 /2011/1-39-48 / $ 25.00。土木工程材料杂志?ASCE / 2011年1月/ 39到2012年，下载03 61.178.77.85。再分配受ASCE许可证或版权。访问https://www.360docs.net/doc/e612210815.html,当前工作提出有限元_fe_的制定专为粘弹性功能梯度材料的分析，特别是沥青混凝土。Paulino和金_2001_探索elasticviscoelastic对应范围内的原则_cp_功能梯度材料。在目前已使用制定基于CP-结合广义的ISO参数制定的研究_gif_金保利诺_2002_。本文提出了有限元的制定，验证，和沥青的详情路面模拟的例子。除了模拟沥青人行道，目前的做法也可以被用于其他工程系统表现出梯度的粘弹性分析行为。这种系统的例子包括金属和在高温_billotte等金属复合材料。二零零六年; koric和托马斯的2008_;聚合物和塑料的系统，经过氧化和/或紫外线硬化_hollaender等。1995年海尔等。1997_和分级纤维增强水泥混凝土结构。分级粘弹性的其他应用领域分析包括精确的模拟接口层之间的接口，如粘弹性材料之间不同的沥青混凝土升降机或模拟的
弹性力学学习心得
弹性力学学习心得 孙敬龙S201201024 大学时期就学过弹性力学，当时的课本是徐芝纶教授的简明版教程，书的内容很丰富但是只学了前四章，学的也是比较糊涂。研究生一年级又学了一次弹性力学（弹性理论），所有课本是秦飞教授编著的，可能是学过一次的原因吧，第二次学习感觉稍微轻松点了，但是能量原理那一章还是理解不深入。弹性力学是一门较为基础的力学学科，值得我们花大量的时间去深入解读。 弹性力学主要研究弹性体在外力作用或温度变化等外界因素下所产生的应力、应变和位移，从而解决结构或机械设计中所提出的强度和刚度问题。在研究对象上，弹性力学同材料力学和结构力学之间有一定的分工。材料力学基本上只研究杆状构件；结构力学主要是在材料力学的基础上研究杆状构件所组成的结构，即所谓杆件系统；而弹性力学研究包括杆状构件在内的各种形状的弹性体。弹性力学是固体力学的重要分支，它研究弹性物体在外力和其它外界因素作用下产生的变形和内力，也称为弹性理论。它是材料力学、结构力学、塑性力学和某些交叉学科的基础，广泛应用于建筑、机械、化工、航天等工程领域。弹性体是变形体的一种，它的特征为：在外力作用下物体变形，当外力不超过某一限度时，除去外力后物体即恢复原状。绝对弹性体是不存在的。物体在外力除去后的残余变形很小时，一般就把它当作弹性体处理。 弹性力学的发展大体分为四个时期。人类从很早时就已经知道利用物体的弹性性质了，比如古代弓箭就是利用物体弹性的例子。当时人们还是不自觉的运用弹性原理，而人们有系统、定量地研究弹性力学，是从17世纪开始的。发展初期的工作是通过实践，探索弹性力学的基本规律。这个时期的主要成就是R.胡克于1678年发表的弹性体的变形与外力成正比的定律，后来被称为胡克定律。第二个时期是理论基础的建立时期。这个时期的主要成就是，从1822～1828年间，在A.L?柯西发表的一系列论文中明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量概念，建立了弹性力学的几何方程、平衡(运动)微分方程，各向同性和各向异性材料的广义胡克定律，从而为弹性力学奠定了理论基础。弹性力学的发展初期主要是通过实践，尤其是通过实验来探索弹性力学的基本规律。英国的胡克和法国的马略特于1680年分别独立地提出了弹性体的变形和所受外力成正比的定律，后被称为胡克定律。牛顿于1687年确立了力学三定律。同时，数学的发展，使得建立弹性力学数学理论的条件已大体具备，从而推动弹性力学进入第二个时期。在这个阶段除实验外，人们还用最粗糙的、不完备的理论来处理一些简单构件的力学问题。这些理论在后来都被指出有或多或少的缺点，有些甚至是完全错误的。在17世纪末第二个时期开始时，人们主要研究梁的理论。到19世纪20年代法国的纳维和柯西才基本上建立了弹性力学的数学理论。柯西在1822～1828年间发表的一系列论文中，明确地提出了应变、应变分量、应力和应力分量的概念，建立了弹性力学的几何方程、运动(平衡)方程、各向同性以及各向异性材料的广义胡克定律，从而奠定了弹性力学的理论基础，打开了弹性力学向纵深发展的突破口。第三个时期是线性各向同性弹性力学大发展的时期。这一时期的主要标志是弹性力学广泛应用于解决工程问题。同时在理论方面建立了许多重要的定理或原理，并提出了许多有效的计算方法。1855～1858年间法国的圣维南发表了关于柱体扭转和弯曲的论文，可以说是第三个时期的开始。在他的论文中，理论结果和实验结果密切吻合，为弹性力学的正确性提供了有力的证据；1881年德国的赫兹解出了两弹性体局部接触时弹性体内的应力分布；1898年德国的基尔施在计算圆孔附近的应力分布时，发现了应力集中。这些成就解释了过去无法解释的实验现象，在提高机械、结构等零件的设计水平方面起了重要作用，使弹性力学得到工程界的重视。在这个时期，弹性力学的一般理论也有很大的发展。一方面建立了各种关于能量的定理(原理)。另一方面发展了许多有效的近似计算、数值计算和其他计算方法，如著名的瑞利——里兹法，为直接求
第7章聚合物的粘弹性
第7章聚合物的粘弹性7.1基本概念 弹：外力→形变→应力→储存能量→外力撤除→能量释放→形变恢复 粘：外力→形变→应力→应力松驰→能量耗散→外力撤除→形变不可恢复 理想弹性： 服从虎克定律 σ＝E·ε 应力与应变成正比，即应力只取决于应变。 理想粘性：服从牛顿流体定律 应力与应变速率成正比，即应力只取决于应变速率。 总结：理想弹性体理想粘性体 虎克固体牛顿流体
能量储存能量耗散 形状记忆形状耗散 E＝E(σ.ε.T) E＝E(σ.ε.T.t) 聚合物是典型的粘弹体，同时具有粘性和弹性。 E＝E(σ.ε.T.t) 但是高分子固体的力学行为不服从虎克定律。当受力时，形变会随时间逐渐发展，因此弹性模量有时间依赖性，而除去外力后，形变是逐渐回复，而且往往残留永久变形(γ∞)，说明在弹性变形中有粘流形变发生。 高分子材料(包括高分子固体，熔体及浓溶液)的力学行为在通常情况下总是或多或少表现为弹性与粘性相结合的特性，而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异，这种特性称之为粘弹性。粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性。 7.2聚合物的静态力学松弛现象 聚合物的力学性质随时间的变化统称为力学松弛。高分子材料在固定应力或应变作用下观察到的力学松弛现象称为静态力学松弛，最基本的有蠕变和应力松弛。 (一)蠕变 在一定温度、一定应力的作用下，聚合物的形变随时间的变化称为蠕变。
理想弹性体：σ＝E·ε。 应力恒定，故应变恒定，如图7-1。 理想粘性体，如图7－2， 应力恒定，故应变速率为常数，应变以恒定速率增加。 图7-3 聚合物随时间变化图聚合物：粘弹体，形变分为三个部分; ①理想弹性，即瞬时响应：则键长、键角提供； ②推迟弹性形变，即滞弹部分：链段运动 ③粘性流动：整链滑移
第7章 聚合物的粘弹性
第7章聚合物的粘弹性 1.举例说明聚合物的蠕变、应力松弛、滞后和内耗现象。为什么聚合物具有这些现象？这些现象对其的使用性能存在哪些利弊？ 2.简述温度和外力作用频率对聚合物内耗大小的影响。画出聚合物的动态力学普示意图，举出两例说明谱图在研究聚合物结构与性能方面的应用。 3.指出Maxwell模型、Kelvin模型和四元件模型分别适宜于模拟哪一类型聚合物的那一种力学松弛过程？ 答：Maxwell模型适宜于模拟线形聚合物的应力松弛过程，Kelvin模型适宜于模拟交联聚合物的蠕变过程，四元件模型适宜于模拟线形聚合物的蠕变过程。 4.什么是时温等效原理？该原理在预测聚合物材料的长期使用性能方面和在聚合物加工过程中各有哪些指导意义？ 答：（1）升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹行为也是等效的，这就是时温等效原理。 （2）需要在室温条件下几年甚至上百年完成的应力松弛实验实际上是不能实现的，但可以在高温条件下短期内完成；或者需要在室温条件下几十万分之一秒或几百万分之一秒中完成的应力松弛实验，可以在低温条件下几个小时甚至几天内完成。 5.定量说明松弛时间的含意。为什么说作用力的时间相当时，松弛现象才能被明显地观察到？ 答：（1）松弛时间是粘性系数和弹性系数的比值； （2）如果外加应力作用时间极短，材料中的粘性部分还来不及响应，观察到的是弹性应变。反之，若应力作用的时间极长，弹性应变已经回复，观察到的仅是粘性流体贡献的应变，材料可考虑为一个简单的牛顿流体。只有在适中的应力作用时间，材料的粘弹性才会呈现，应力随时间逐渐衰减到零，这个适中的时间正是松弛现象的内部时间尺度松弛时间τ。 6.简述聚合物粘弹理论的研究现状与展望。 答：略。 7.一某种聚合物材料作为两根管子接口法兰的密封垫圈，假设该材料的力学行为可以用Maxwell模型来描述。已知垫圈压缩应变为0.2，初始模量为3e6N/m2,材料应力松弛时间为300d，管内流体的压力为0.3e6N/m2,试问多少天后接口处将发生泄露？ 答：208d。 8.将一块橡胶试片一端夹紧，另一端加上负荷，使之自由振动。已知振动周期为0.60s，振幅每一周期减少5%，试计算： （1）橡胶试片在该频率（或振幅）下的对数减量（△）和损耗角正切（tgδ）；（2）假若△=0.02，问多少周期后试样的振动振幅将减少到起始值的一半？
abaqus6.11一个从初学到精通粘弹性的分析的经验积累
问题积累（待续） 1.abaqus如何调整图例的大小，就是云图左上角那个图框，字太小了看不清！！ 直接设置图例的字体大小就可以：工具栏viewport>viewport annotation options>legend(选项卡)>text(选项)>set font(按钮)>size，修改size选项中的数字，就可以修改图例大小了。 2.cohesive element ＡＢＡＱＵＳ 在6.11使用cohesive element，定义cohesive材料属性的时候主要步骤： 1.定义一个材料的名字，比如cohesive，不要去定义任何属性（弹性，弹塑性等等）。 2.打开工具栏model--edit keywords，在inp中手动添加材料的各种属性。 PS: 定义section的时候选cohesive，element control选sweep，element type选cohesive，这些是使用cohesive element的基本步骤。 zero thickness的cohesive section设定abaqus所谓的 zero-thickness，其实就是定义cohesive section的initial thickness=1.0。你可以在定义section的时候定义（specify），也可以用系统默认的thickness（也是1.0），这样有关cohesive element 的计算当中，就有displacement（位移）=strain（应变）*thickness ( 1.0 )=strain的数值。我们知道从1914年Ingless和1921年Griffith提出断裂力学开始，一直到60年代都停留在线弹性断裂力
粘弹性
第7章聚合物的粘弹性 7.1基本概念 弹：外力→形变→应力→储存能量→外力撤除→能量释放→形变恢复 粘：外力→形变→应力→应力松驰→能量耗散→外力撤除→形变不可恢复 理想弹性： 服从虎克定律 σ＝E·ε 应力与应变成正比，即应力只取决于应变。 理想粘性：服从牛顿流体定律 应力与应变速率成正比，即应力只取决于应变速率。 总结：理想弹性体理想粘性体 虎克固体牛顿流体 能量储存能量耗散 形状记忆形状耗散 E＝E(σ.ε.T) E＝E(σ.ε.T.t) 聚合物是典型的粘弹体，同时具有粘性和弹性。 E＝E(σ.ε.T.t) 但是高分子固体的力学行为不服从虎克定律。当受力时，形变会随时间逐渐发展，因此弹性模量有时
间依赖性，而除去外力后，形变是逐渐回复，而且往往残留永久变形(γ∞)，说明在弹性变形中有粘流形变发生。 高分子材料(包括高分子固体，熔体及浓溶液)的力学行为在通常情况下总是或多或少表现为弹性与粘性相结合的特性，而且弹性与粘性的贡献随外力作用的时间而异，这种特性称之为粘弹性。粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性。 7.2聚合物的静态力学松弛现象 聚合物的力学性质随时间的变化统称为力学松弛。高分子材料在固定应力或应变作用下观察到的力学松弛现象称为静态力学松弛，最基本的有蠕变和应力松弛。 (一)蠕变 在一定温度、一定应力的作用下，聚合物的形变随时间的变化称为蠕变。 理想弹性体：σ＝E·ε。 应力恒定，故应变恒定，如图7-1。 理想粘性体，如图7－2， 应力恒定，故应变速率为常数，应变以恒定速率增加。
图7-3 聚合物随时间变化图 聚合物：粘弹体，形变分为三个部分; ①理想弹性，即瞬时响应：则键长、键角提供； ②推迟弹性形变，即滞弹部分：链段运动 ③粘性流动：整链滑移 注：①、②是可逆的，③不可逆。 总的形变: (二)应力松弛 在一定温度、恒定应变的条件下，试样内的应力随时间的延长而逐渐减小的现象称为应力松弛。 理想弹性体：，应力恒定，故应变恒定 聚合物： 由于交联聚合物分子链的质心不能位移，应力只能松弛到平衡值。
第七章粘弹性课后习题
第七章 粘弹性 一、思考题 1.何谓高聚物的力学性能？从承载速度区分，力学性能可分为哪几类？ 2.何谓粘弹性？何谓Boltzmann 叠加原理？何谓时温等效原理？ 3.粘弹性实验一般有哪些？何谓应力松弛和蠕变？什么是松弛模量和蠕变柔 量？松弛时间与推迟时间有何异同？ 4.什么是高聚物的力学滞后和内耗？表征高聚物动态粘弹性的参量有哪些？用 什么参量描述其内耗大小？ 5.如何由不同温度下测得的E-t 曲线得到某一参考温度下的叠合曲线？当参考 温度分别取为玻璃化温度和玻璃化温度以上约50℃时，WLF 方程中的21C C 、应分别 取何值？哪一组数据普适性更好？ 6.粘弹性力学模型中的基本元件和基本连接方式有哪些？它们有何基本关系 式？写出Maxwell 模型和Voigt 模型的基本微分方程。广义Maxwell 模型和广义 Voigt 模型分别适用于描述高聚物在什么情况下的性质？ 二、选择题 1．高聚物的蠕变与应力松弛的速度 ( ) ○1与温度无关 ○2随着温度增大而减小 ○3随着温度增大而增大 2．用g T 为参考温度进行t E 曲线时温转换叠加时，温度低于g T 的曲线，其lg αT 值为 ( ) ○1正，曲线向右移动 ○2负，曲线向左移动 ○3负，曲线向右移动 ○4正，曲线向左移动 3．高聚物发生滞后现象的原因是 ( ) ○1高聚物的弹性太大 ○2运动单元运动时受到内摩擦力的作用 ○3高聚物的惰性大 4．V oigt 模型可用于定性模拟 ( ) ○1线性高聚物的蠕变 ○2交联高聚物的蠕变 ○3线型高聚物的应力松弛 ○4交联高聚物的应力松弛 5．Maxwell 模型可用于定性模拟 ( ) ○1线型高聚物的蠕变 ○2交联高聚物的蠕变
粘弹性原理
在国内较早地采用粘弹力学手段与方法开展道路用沥青及沥青混合料力学性能研究，成果先后二次获国家科技进步二等奖，省部级科技进步一等奖。在沥青路面材料与路面结构工程特性研究方面取得较大进展，提出的沥青路面低温开裂能量判据、沥青混合料与沥青路面疲劳损伤的能量判据、沥青混合料CAVF设计法、FAC沥青混合料设计技术等在国内具有较大影响。近年来，倡导采用图像数字技术和离散颗粒单元法研究沥青混合料内部结构与力学性能、探索沥青混合料的计算机虚拟力学试验方法研究，具有显著的技术创新性。此外，为了丰富公路与城市道路建设技术，正在组织展开公路景观评价与设计、铺装景观、预防性养护与路面资产管理等方面的 研究。 为祖国铺发展大道为人民筑致富之路 记沥青路面专家张肖宁教授 柳絮恒王辉 2003年，我国政府宣布，中国高速公路里程跃居世界第二位，高速公路建设规模与速度举世瞩目。沥青路面是高速公路最主要的结构类型，是直接影响高速公路使用寿命与性能的重要结构组成。我国目前沥青混合料年产量约为1.5亿吨，及道路石油沥青生产炼制，年产值约为800亿元。沥青混合料生产与沥青路面铺设已经成为国民经济的重要组成领域，并且逐年迅猛增长。 1983年，张肖宁师从著名的沥青路面专家、日本北海道大学教授菅原照雄，是这位性格古怪的教授指导的最后一位外国留学生。在日学习两年，使张肖宁深知，沥青与沥青混合料是典型的粘弹性材料，研究这些用于特殊结构的材料在自然环境与汽车荷载作用下的复杂力学行为，从中找出规律来指导沥青路面材料设计、性能评价和寿命预测，不啻是一条无比艰难的不归路。 20年过去了，在应用与发展粘弹性力学理论与方法研究沥青与沥青混合料力学行为和路用性能的科研领域，张肖宁一路汗水，一路收获。1991年，他出版了我国第一部以具体工程材料作为研究对象的流变学专著《实验粘弹原理》。他先后参加了国家七五、八五重点科技项目，承担完成国家自然科学基金项目4项，国家教委优秀青年教师基金资助项目1项。他先后两次获得国家科技进步二等奖，获得多项省部级科技进步奖励。在《力学学报》、日本土木工程学会论文报告集等国内外重要学术刊物上发表论文150余篇。1992年破格晋升为教授。1998年，日本长冈技术科学大学以论文形式授予他工学博士学位。 上个世纪90年代中期，我国进入高速公路建设的加速阶段，沥青路面建设领域暴露出许多亟待解决的技术难题。与此同时，美国公布了公路战略研究计划（StrategicHighwayResearchProgram，简称SHRP）的主要研究成果，SHRP始终坚持采用粘弹性力学的方法与手段研究沥青及沥青
工程徐变力学学习总结
工程徐变力学学习总结 摘要：徐变是指固体在不变的外力作用下，变形随时间缓慢增长的现象。徐变性质广泛存在，对工程的影响有好有坏。基于本学期工程徐变力学课程的学习以及参考其他相关文献，本文对徐变力学的基本概念和工程应用进行简单总结，主要包括以下三方面内容：一、通过三种简单流变模型及其组合而成的广义流变模型并推导物理方程;二、总结几种著名的徐变方程式;三、简单介绍混凝土徐变力学的基本理论。 关键字：徐变；流变模型；徐变方程式；混凝土 引言 徐变力学是广义工程力学的一个分支，主要是研究材料徐变性质对结构物和机器零件的强度、刚度和稳定性影响的一门学科。许多工程材料均有徐变性质，如高温工作下的金属、混凝土和塑料等。这些材料的徐变可能达到弹性变形的几倍甚至几十倍，严重影响结构和机器的工作。徐变可能使涡轮机和金属管道发生破坏，也可能降低结构的温度和收缩应力。研究材料的徐变形式对于安全和经济的设计结构和机器具有重大意义。 1 典型徐变曲线 在长时间、常荷载的拉伸下， 典型的徐变曲线如图1.1所示。 当杆件受力后，首先发生以线 段OA表示的瞬时应变，其与所施荷 载的大小不同而为弹性变形或弹塑 性变形。随着时间增长，材料将发 生徐变。线段AB为徐变第一阶段， 徐变速率由某一较大值逐渐减少， 以后趋于常量，这一阶段一般历时 较短。BC段为徐变第二阶段，这个 阶段的徐变速率最小，应基本保持不变，第二阶段所经历的时间一般较长。C点以后成为徐变的第三阶段，徐变速率逐渐增大，最终可能在C点附件发生“脆性”断裂，或者在颈缩后在D点发生“韧性”破坏。如果所受应力接近材料的破坏极限，这第二阶段可能很短，甚至消失。上述徐变的三个阶段有时也被称为过渡阶段、稳定阶段和破坏阶段。
粘弹性力学学习心得
这学期新学了一门课：粘弹性力学。以前在本科阶段没有接触过有关弹性和粘弹性力学方面的知识，学起来感觉有些抽象。弹性力学和我们之前所学过的材料力学、结构力学的任务一样，都是分析各种结构或其构件在弹性阶段的应力和位移，校核它们是否具有所需的强度、刚度和稳定性，并且寻求或改进它们的计算方法。然而，它们还是略有不同的。 在以前所学的材料力学中，研究对象主要是杆状构件。材料力学的主要研究内容是这种杆状构件在拉压、剪切、弯曲、扭转作用下的应力和位移。而结构力学则是在材料力学内容的基础上研究由杆状构件所组成的结构，诸如桁架、钢架等。若研究一些非杆状构件，此时就需要运用弹性力学的知识，当然，弹性力学同样适用于杆状构件的研究计算。 虽然材料力学和弹性力学都可以对杆状构件进行分析，但两者的研究方法却是不大相同的。在材料力学的研究中，除了从静力学、几何学、物理学三方面进行分析外，大都会引用一些关于构件的形变状态或者应力分布的假定，这种假定就使得数学推演变得简化了，所以有时得到的答案只是近似解而不是精确解。这种假定在弹性力学中一般是不引用的，在我们这学期所学的有关弹性力学的知识中，只用精确的数学推演而不引用关于形变状态或应力分布的假定，所以结果较材料力学而言更为精确。 通过对以前学过的力学课程对比，能够更好地了解到弹性力学的一些特点，下面我将说一些自己对弹性力学的了解。 在这学期的弹性力学课程中，我们主要从认识弹性力学出发，然后学习了一些基本理论。比如平面应力与平面应变、平衡微分方程、几何方程、物理方程以及边界条件等。然后由这些基本理论出发，对直角坐标系和极坐标系下的平面问题进行解答，了解到了在平面问题中弹性力学的运用。继而学习到了空间问题的一些基本理论 弹性力学主要运用到的基本概念有外力、应力、形变和位移。作用于物体的外力可分为体积力和表面里，可简称为体力和面力。其中体力是分布在物体体积内的力，如重力和惯性力。面力则是分布在物体表面上的力，如流体压力和接触力。物体受到了外力的作用或者由于温度有所改变，物体内部将会发生内力。而应力，其作用在截面的法向量和切向量，也就是正应力和切应力，是和物体的形
第七章聚合物的粘弹性
第七章聚合物的粘弹性 一、概念 1、蠕变 在一定温度、一定应力的作用下，聚合物的形变随时间的变化称为蠕变。 2、应力松弛 在固定的温度和形变下，聚合物的内部应力随时间的增加而衰减的现象称为应力松弛。 3、滞后现象与力学内耗 滞后现象：聚合物在交变应力作用下，应变落后于应力的现象。 力学内耗：由于发生滞后现象，在每一循环变化中作为热损耗掉的能量与最大储存能量之比成为力学内耗。 4、时温等效原理 从分子运动的松驰性质可知，同一力学松驰现象，既可在较高的温度下，较高的时间内观察到，也可以在较低的温度下，较长时间内观察到。因此，升高温度与延长时间对分子运动是等效的，对聚合物的粘弹性也是等效的，这就是时温等效原理。 适用范围Tg ~ Tg+100 5、Blotzmann叠加原理 高聚物的力学松驰行为是其整个历史上诸松驰过程的线性加和的结果。对于蠕变过程，每个负荷对高聚物的变形的贡献是独立的，总的蠕变是各个负荷起的蠕变的线性加和，对于应力松驰过程，每个应变对高聚物的应力松驰的贡献也是独立的，高聚物的总应力等于历史上诸应变引起的应力松驰过程的线性加和。 二、选择答案 1、粘弹性是高聚物的重要特征，在适当外力作用下，（B ）有明显的粘弹性现象。 A、T g以下很多 B、T g附近 C、T g以上很多 D、f附近 2、关于WLF方程，说法不正确的为（A ）。 A、严格理论推导公式 B、T g参考温度，几乎对所有聚合物普遍适用 C、温度范围为T g～T g＋100℃ D、WLF方程是时温等效原理的数学表达式 3、（C ）模型基本上可用于模拟交联聚合物的蠕变行为。 A、Flory， B、Huggins， C、Kelvin， D、Maxwell 4、（D ）模型可以用于模拟线性聚合物的应力松弛行为。 A、Flory， B、Huggins， C、Kelvin， D、Maxwell
粘弹性模型
土体动本构模型的研究现状 土体实际动本构关系是极其复杂的,它在不同的荷载条件、土性条件及排水条件下表现出极不相同的动本构特性. 要建立一个能适用于各种不同条件的动本构模型的普遍形式是不切实际的,其切实的方法是对于不同的工程问题,应该根据土体的不同要求和具体条件,有选择地舍弃部分次要因素,保留所有主要因素,建立一个能反映实际情况的动本构模型. 目前,具体建立的动本构模型已达数十个,大致可分为两大类,即粘弹性模型和弹塑性模型.曲线模型,均属于等效线性模型[2 ] 。Masing 类模型以曲线Hardin Drnevich 或Ram2berg Osgood 曲线等为骨干,改用瞬时剪切模量代替前面的平均剪切模量。为使这类动本构模型更接近实测的动应力应变曲线,很多学者做了大量的工作,以使其能够描述不规则循环荷载作用下土的动本构关系[3 ] 。Iwan 用一系列具有不同屈服水平的理想弹塑性元件来描述土的动本构关系,它分串联型和并联型2 种构成方式。串联型和并联型的伊万模型所描述的动应力应变特性基本上一致,只是前者以应变为自变量,后者以应力为自变量[4 ] 。郑大同在伊万模型的基础上,提出了一个新物理模型,该模型的骨架曲线可为加工硬化状,也可为加工软化状,骨架曲线与滞回曲线的2 个分支既可相同,也可不同[5 ] 。一般的粘弹性模型不能计算永久变形(残余变 形) ,在主要为弹性变形的情况下比较合适。但实际上,土在往复荷载作用下还会因土粒相互滑移,形成新的排列而产生不可恢复的永久变形。为此,Mar2tin 等人根据等应变反复单剪试验结果,提出了循环荷载作用下永久体积应变的增量公式[6 ] 。后来,日本学者八木、大冈和石桥等分别由等应力动单剪试验及扭剪试验各自提出了计算永久体积应变增量的经验公式。国内的姜朴、徐亦敏、娄炎根据动三轴试验应变与破坏振次的关系式。沈珠江[7 ] 对等价粘 弹性模型进行了较全面的研究,认为一个完整的粘弹性模型应该包含4 个经验公式: (1) 平均剪切模量; (2) 阻尼比; (3) 永久体积应变增量和永久剪切应变增量; (4) 当饱和土体处于完全不排水或部分排水条件下,还需给出孔隙水压力增长和消散模型。粘弹性理论是目前应用中的主流,但存在多方面的不足,如不能考虑应变软化,不能考虑应力路径的影响,不能考虑土的各向异性以及大应变时误差大等,但它是试验结果的归纳,形式上直观简单,经过处理改进后,结合有限元程序,就可以计算出循环荷载作用下土工构造物的孔隙水压力和永久变形的 平均发展过程。 211 粘弹性理论 人们早在生产实践中认识到土体的应力—应变关系是非线性的,但实际工程中常用线性理论对这种非线性关系进行简化。自Seed 提出用等价线性方法近似考虑土的非线性以来,粘弹性理论已有了较大的发展。在土体的动力反应分析中,常用的粘弹性理论有等效线性模型和曼辛型非线性模型2 大类。前者把土体视为粘弹性材料,不寻求滞回曲线(即描述卸载与再加载时应力应变规律的曲线) 的具体数学表达式,而是给出等效弹性模量和等效阻尼比随剪应变幅值和有效应力状态变化的表达式,即以G 和λ作为它的动力特性指标引入实际计算;后者则根据不同的加载条件、卸载和再加载条件直接给出动应力应变的表达式。在给出初始加载条件下的动应力应变关系式(骨干曲线方程) 后,再利用曼辛二倍法得出卸荷和再加荷条件下的动应力应变关系,以构成滞回曲线方程[1 ] 。Hardin Drnevich 模型、Ramberg Osgood 模型、双线性模型及一些组合 基于阻尼的地震循环荷载作用下黏土非线性模型 尚守平刘方成王海东 ( 湖南大学, 湖南长沙410082) 摘要: 提出一种基于阻尼比的黏土动应力应变模型, 通过在滞回曲线中显示地引入代表阻尼比大小的形状系数,使得理论滞回曲线真实地反应土体的滞回阻尼性能。首先推导在等幅对称
第七章 聚合物的粘弹性7
第37 讲第七章聚合物的粘弹性7.1 聚合物的粘弹现象 7.1 聚合物的粘弹现象1）弹性滞后现象2）力学损耗现象3）蠕变现象4）应力松弛现象 1）弹性滞后现象如前所述，施加交变应力于橡胶态聚合物产生的交变应变滞后于应力。 施加应力（应变产生）和解除应力应变回复两过程得到的应变－应力曲线不会重合。两条应力－应变曲线形成一个封闭的环，称为（弹性）滞后环。环面积的大小表征应力－应变循环过程中耗散能量的多少，是聚合物粘性大小的量度。 图7-1 硫化橡胶的拉伸应力-应变曲线图7-2 炭黑填充丁苯橡胶的拉伸曲线 （图中虚线为理想应力-应变曲线） 疣突显示，在拉伸比小于450% 的条件下，拉伸－回复是完全弹性的，无滞后环，如曲线b 所示。拉伸比提高到600%则解除应力后的回复曲线不能按照原路径回复，产生滞后环，如曲线 a 所示。 说明:曲线b实际位置可接近曲线 a 的虚线；图示位置更清楚表达两曲线区别。 实际橡胶在大应变条件下出现弹性滞后行为的根本原因是存在以下几种能量损耗过程： ①内摩擦，即内粘性：由应力作用下链段构象改变时大分子链发生的滑动所产生；内摩擦的大小取决于链段运动能力的大小，对温度也有依赖性. ②诱导结晶：拉伸(应变)诱导结晶过程中，能量以结晶热形式被耗散，回复时晶体熔融又从外界吸热；③局部结构破坏：橡胶分子与填料如炭黑等之间的强结合力，在受到强应力拉伸时被破坏；④微区变形：具有两相结构的橡胶如嵌段共聚或互贯网络热塑性橡胶，其内部由具有橡胶结构的连续相和具有硬塑料结构的分散相组成，后者被称为“微区”，在受到大应变作用时微区常常会发生永久性变形⑤应变软化：将硫化橡胶拉伸到一定程度以后再回复，然后重复这一拉伸－回复过程。结果发现即使每次拉伸达到的长度都相同，即伸长比相同,所需要的应力却一次比一次小。 这种现象称为Mullins效应，显示橡胶试样经过拉伸以后似乎变得越来越软（应变软化～应力松弛）。填充橡胶可以用结构破坏加以解释。 图7-3 纤维回弹性的测定方法示意图图7-4 各种材料的应变-应力示意图 左图是按照一定速率将纤维拉伸到一定长度，即b点（2％）；保持伸长率不变60秒，纤维发生应力松弛达到 c 点；然后再以相同速率减小应力，使纤维的长度回复。 发现：回复过程不会按照原来拉伸时的路径进行，而按照箭头的方向与拉伸曲线形成一个环路。 当达到d 点时应力松弛至零，其后经过180 秒纤维回缩到e 点。应变将从 e 点开始沿虚线路径进行。 一次拉伸－回缩过程，试样总应变af就由永久应变ae滞后回复应变ed、和瞬时回复应变df三部分组成。 弹性滞后对纤维材料尺寸稳定性影响很大。 纤维材料在拉伸率较低的时候，就常出现弹性之后，甚至不完全回复。 纤维弹性能够回复的程度～回弹性，常以弹性回复率或功回复率表示。 弹性回复率：恢复的应变(df = ed)与总应变af之比，表征弹性高低和弹性持久性指标。 功回复率：弹性功(dcf所包围面积)与总拉伸功(abf所包围的面积)之比。 结论： 应变越大，回复越小，当拉伸接近屈服应变时，纤维弹性回复率会发生剧变(屈服后的塑性形变不可逆)。 2）力学损耗力学损耗又称为阻尼或内耗，是聚合物特有的一种重要的动态力学指标。 聚合物在交变应力的作用下，若应变振幅较小且可以完全回复时，聚合物的粘性就表现为力学损耗。 如果交变应力很大，应变振幅超过其弹性极限，则每一应力－应变循环之后都会留下一定的永久应变（即塑性应变），材料将不能保持尺寸及其他性能的稳定。 高的力学损耗对疲劳强度和抗磨损性能均不利，但是却使聚合物具有良好的摩擦性能和声学阻尼性能，可以在机械制动（如刹车片等）和隔声、吸声材料方面开辟用途。 3）蠕变 蠕变是恒定应力作用于材料时应变随时间延长而增大的现象，也是聚合物所特有的粘弹性的表现。 理想弹性材料的应力－应变过程，具有瞬时性。即在瞬时内达平衡，并始终保持平衡～瞬时回复。 理想粘性材料的应力－应变过程无法达到平衡。任何大小的应力产生的应变，都会以相应的速率进行和发展～永久形变。 蠕变则是介于典型弹性和典型粘性材料之间的、既非瞬时性应变回复亦非永久性应变保持并发展的一种形变类型。 图7-4 各种材料的应变-应力示意图 a～理想弹性固体：应变的产生是瞬时的，且与应力同步； b～粘性流体：施加恒定应力时，应变随作用时间推移而发展；应力解除后，所发生的永久形变完全不能恢复。 c ～线型粘弹性固体: 对于实际聚合物， 施加恒定应力时，立刻产生瞬时弹性应变，随时间推移而发生并发展滞后的弹性应变，最后可能发生不可逆的塑性应变（粘性流动）；应力解除后，弹性应变立刻回复，滞后的弹性应变逐渐回复，而塑性应变则不能恢复。 蠕变行为与力学状态有关，决定于大分子链上链段运动能力大小。 ●玻璃态：分子链段运动能力较小，蠕变行为不明显； □，△玻璃化转变区：链段运动能力加强，蠕变行为明显；
聚合物的高弹性和粘弹性
高分子物理课内实践 ——聚合物的高弹性和黏弹性 一、高弹性： 非晶态聚合物在玻璃化温度以上时处于高弹态。高弹态的高分子链段有足够的自由体积可以活动，当它们受到外力后，柔性的高分子链可以伸展或蜷曲，能产生很大的形变，甚至超过百分之几百，但不是所有的聚合物都如此。如果将高弹态的聚合物进行化学交联，形成交联网络，它的特点是受外力后能产生很大的形变，但不导致高分子链之间产生滑移，因此外力除去后形变会完全回复，这种大形变的可逆性称为高弹性。它是相对于普弹性而言的。所谓普弹性就是金属或其他无机材料的属性，即在力场作用下，应力与应变成正比，服从胡克定律，且形变量甚小，仅为千分之几或更小。高弹态高聚物的弹性形变则数值很大，可达百分之几或更大，在绝热拉伸或压缩过程中，处于高弹态的高聚物（如橡胶）的温度能上升，金属的温度则下降。在平衡状态时，橡胶的弹性模量与温度成正比，而金属的模量则与温度成反比。 高弹态是聚合物特有的基于链段运动的一种力学状态，高弹性是高分子材料极其重要的性能，其中尤以橡胶类物质的弹性最大。它有如下特征： 1.弹性模量很小而形变量很大。由于热运动的作用，这种分子会不断的改变着 自己的形状，就会显示出形变量比较大的特点，当外力作用对抗回缩力的时候形变就会自发回复，造成形变的可逆性，由于回缩力不大，在外力不大的时候就会可能发生比较大的形变，所以其弹性的模量表现比较小; 2.弹性模量随温度的升高而增加。在外力的作用下，这种回缩力与温度也有很 大关系，会随着温度的升高，分子的热运动就会出现加强，回缩力也就会增大，弹性模量也就出现增加，弹性形变就会变小； 3.泊松比大； 4.形变需要时间。由于在受到压力压缩的时候，形变就会总是随着时间的发展 达到最大，随着压力的下降而消失。不管是克服分子之间的作用力以及内摩擦力，还是从一种平衡的状态过渡到外力相适应的平衡状态，形变都是在外力作用之后所引起的，所以发生形变是需要时间的； 5.形变时有热效应。在出现形变的时候会有热效应，会出现发热，同时分子之 间会产生摩擦而产生热量，发生结晶的过程中也会放出热量。 二、黏弹性： 一个理想的弹性体，当受到外力后，平衡形变是瞬时到达的，与时间无关；一个理想的黏性体，当受到外力后，形变是随时间线性发展的；而高分子材料的形变性质是与时间有关的，这种关系介于理想弹性体和理想黏性体之间，因此高分子材料常被称为黏弹性材料。黏弹性是高分子材料的另一个重要的特性。 聚合物的力学性质随时间的变化统称为力学松弛，根据高分子材料受到外力作用的情况不同，可以观察到不同类型的力学松弛现象，最基本的有蠕变、应力松弛、滞后现象和力学损耗等。 高分子材料的力学性能不仅对温度具有依赖性，而且还对应作用的时间具有依赖性，表现出黏弹性行为，这种黏弹性又因所施载荷的不同而有静态和动态之