abaqus有限元分析教程基础操作【property 功能超弹性材料】-凯发网站

在abaqus/cae 的property 功能模块中可以定义材料、截面属性 (section)、梁截面形状 (profile)、弹簧和阻尼器等。本章将介绍 property 功能模块中一些常见问题的解决方法包括超弹性材料、截面属性、梁截面形状和梁横截面方位 (beam orientation)等。关于塑性材料的知识，将在本书第 17 章“弹塑性分析中的常见问题”中重点介绍。

abaqus/cae 6.7版本中新增了创建多层复合材料(composite layup)的功能详见abaqus6.7帮助文档《abaous/cae users manual》 第12.12节“creating and editing composite layups”。

[常见问题4-1]

如何在 abaqus/cae中定义橡胶的超弹性 (hyperelasticity) 材料数据?

[解答]

橡胶材料是弹性的 (卸载后没有残余应变)，但应力-应变曲线不是线性的，即所谓的“超弹性”。abaqus 6.7 帮助文档《getting started with abaqus: interactive edition》第10.6节“hyperelasticity”介绍了超弹性的基本知识，第10.7 节“example:axisymmetric

mount”给出了一个橡胶材料模型的实例。

在abaous/cae中定义超弹性材料数据的一个简便方法是:在 property 功能模块中提供超弹性材料的实验数据，abaous 会采用最小二乘法自动计算各个常数 (如图4-1 所)abaous/cae允许输入下列实验数据:

1)单轴拉伸/压缩实验 (uniaxial tension/compression test data)。

2)等双轴拉伸/压缩实验(biaxial tension/compression test data)

3)平面拉伸/压缩实验(验纯剪行为)(planar tension/compression test data)

4)体积拉伸/压缩实验( volumetric tension/compression test data)

[相关知识]

关于 abaqus 中的超弹性材料，还应注意以下问题:

1) 材料行为是弹性的、各向同性的。

2)分析过程中必须考虑几何非线性效应(设置 nigeom 为on)。

3)对于 abaous/standard 分析，默认情况下假定超弹性材料是不可压缩的(泊松比v=0.5);对于 abaous/explicit 分析，默认情况下，假定超弹性材料是接近不可压缩的 (泊松比v>0.475)。

4)abaqus 采用应变势能 (strain energy potential) 来描述超弹性材料的应力-应变关

系，而不是采用弹性模量 e或泊松比”。

5) 对于根据实验数据确定的超弹性材料模型，当应变值达到一定程度(变形较大时，计算过程可能不稳定。abaqus 通过稳定性检查来确定可能出现不稳定的应变值大小并在 dat 文件中给出相应的警告信息。

关于超弹性材料的详细介绍，请参见 abaous 67 帮助文档《abaqus analysis user’smanual》第17.5节“hyperelasticity”