10ANSYS130Workbench结构非线性培训作业超弹曲线拟合

作业6A超弹曲线拟合Workbench-Mechanical结构非线性WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-2WorkshopSupplement•目标–从实验数据用曲线拟合工具创建一个超弹性材料模型.–分析3d拉伸橡胶试样–图形显示结果作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-3WorkshopSupplement•模型描述–3D非线性材料大变形(超弹性)–三个对称平面(1/8实际模型)•载荷和边界条件:–每个对称面上无摩擦支撑–伸长方向上施加位移载荷.…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-4WorkshopSupplement步骤:•启动ANSYSWorkbench.浏览并打开“WS6a_hyper.wbpj”项目文件.…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-5WorkshopSupplement项目示图区应如右图所示.–从示图区,可看到已定义了Engineering(材料)Data和Geometry(绿色对号标记).–接下是在Mechanical中建立和运行有限元模型Mechanical–打开EngineeringData(高亮并双击或点击鼠标右键并选择Edit)来校正材料属性.–检验单位是公制(Tonne,mm,…)系统.如果不是,点击…•UtilityMenu=Units=Metric(Tonne,mm,…)…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-6WorkshopSupplement•点击‘ReturntoProject’•双击Model打开FE模型(MechanicalSession)(或RMB=Edit…)…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-7WorkshopSupplement•一旦已进入Mechanical程序,检查工作单位制–“UnitMetric(mm,kg,N,s,mV,mA)”•展开model分支–确认三个无摩擦边界条件.–确认远端19mm的位移载荷.…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-8WorkshopSupplement预览网格:默认网格应是扫掠的六面体单元…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-9WorkshopSupplement1.包括超弹材料试验数据–回到项目示图区–打开EngineeringData–从工具箱展开,expand“ExperimentalStressStrainData”–高亮“UniaxialTestData”,右击IncludeProperty–重复:–BiaxialTestData–ShearTestData…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-10WorkshopSupplement2.熟悉属性表和图2aProperties对话框对超弹试验数据应包含三个额外组件2b属性表描绘的是2a中高亮显示的组件数据.2cEngineeringData制图是2b中列表数据的图形显示.2a2b2c注意:问号标记表示没有数据读入…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-11WorkshopSupplement3.读取材料试验数据–浏览并打开“tension-uni.xls”–这个展开列表包含两列数据，代表单轴应变-应力数据–高亮显示这两列并用‘Ctrl-C’复制–回到EngineeringData中“TableofPropertiesRow9:UniaxialTestData”–高亮显示单轴试验数据表底部的星号*并右击Pastetotheinsertdata…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-12WorkshopSupplementTableofProperties应以列表形式显示单轴试验数据.Chart应图形形式显示数据.…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-13WorkshopSupplement4.对分别为excel文件‘tension-eb.xls’和‘tension-pt.xls’的二轴试验数据和剪力试验数据重复步骤3的过程…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-14WorkshopSupplement5.从工具箱展开Hyperelasticity并高亮“Yeoh3rdOrder然后选择IncludeProperty.–应看到属性对话框中Yeoh3rdorder具有未定义常数;因此,有问号标记.…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-15WorkshopSupplement6.在曲线拟合程序上执行求解.–展开Yeoh3rdOrder–高亮显示CurveFitting右击SolveCurveFit…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-16WorkshopSupplement完成后,EngineeringDataChart将以点-破折号线三种形式显示数据.叠加实线显示的预测的Yeoh行为进行对比.注意:系数已经计算,但没有材料模型保存到EngineeringData.如果曲线拟合结果不满意,可尝试其他函数,或抑制少许加载支配模式，再运行曲线拟合程序以得到更好的结果.…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-17WorkshopSupplement7.因为拉伸加载的特殊模式,抑制equibiaxial和剪力数据，并只使用拉伸试验数据再运行曲线拟合程序.…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-18WorkshopSupplement8.查看拟合曲线并和第一次的结果进行对比…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-19WorkshopSupplement9.将ErrorNorm从“NormalizedError”改为“AbsoluteError”并再次运行曲线拟合.–归一化误差方法对所有数据点给出相等权重而绝对误差方法给出大于应变值的权重.非常好的曲线拟合!…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-20WorkshopSupplement10.一旦成功拟合,将数据复制进Engineeringproperties–高亮“CurveFitting”右击”CopyCalculatedValuestoProperty”Yeoh系数复制到engineeringPropertiesTable…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-21WorkshopSupplement11.将修正输入读入数据库:从Utility菜单:–点击“RefreshProject”12.回到Mechanical并如下定义分析设置:13.求解打开AutoTimeStepping定义足够的子步加强收敛打开LargeDeflection…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-22WorkshopSupplement14.结果后处理…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-23WorkshopSupplement15.选择如图的顶点，并插入用户定义结果对x向应力应变进行后处理–x向应力表示为“SX”–x向应变表示为“EPELX”–用户定义结果语法参见PRNSOL帮助命令Vertexforuserdefinedpostprocessing…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-24WorkshopSupplement16.在图示顶点插入用户定义结果对x向应力应变进行后处理–x向应变表示为“epelx”–x向应力表示为“sx”–用户定义结果语法参见PRNSOL帮助命令用户定义后处理的点…作业6A–超弹曲线拟合WorkbenchMechanical–StructuralNonlinearitiesWS6A-25WorkshopSupplement17.添加制图工具并插入EPELX和SX用户定义结果以绘制如下应力-应变曲线.Q.为什么这个曲线和拉伸试验数据曲线不能精确匹配?A.试验数据是工程应力-应变,后处理结果是真实应力-应变…作业6A–超弹曲线拟合