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用单轴压缩模拟测试VUMAT
周日，2011-04-17 16:55 -gnoij
大家好，据我所知，到目前为止，所有简单的压缩和拉伸试验都被视为静态加载问题，并使用ABAQUS标准进行模拟。但是，如果我想使用单轴压缩模拟来测试新开发的VUMAT，是否意味着我必须使用所有ABAQUS显式选项来设置压缩模拟?换句话说，我是否要选择动态(显式)压缩步骤并使用显式网格划分模型?我尝试使用动态(显式)选项设置压缩测试，但得到了非常奇怪的结果。即使将试样与压缩头之间的接触特性设置为无摩擦，似乎也会发生膨胀。但我期望的结果是一个在所有方向上均匀变形的变形构型，就像我们在ABAQUS标准中使用无摩擦和纯弹性材料性能所能得到的那样。有人对处理这类问题有什么想法或经验吗?
谢谢你！
| 附件 | 大小 |
|---|---|
 ABAQUS标准结果(想要实现).jpg |
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| ABAQUS显示结果。jpg |
60.44 KB |
| 标准求解器的结果(在第3条评论中提到)。jpg |
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| 显式求解的结果(在第三条评论中提到)。jpg |
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 3D压缩INP -标准求解器(第一张图片).txt |
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| 3D压缩INP -显式求解器(第二张图).txt |
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| 2D压缩INP -标准求解器(第三张图片).txt |
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| 2D压缩INP -显式求解器(图4).txt |
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 大块金属玻璃在高温下的多轴变形行为。pdf |
2.41 MB |
| 边界Conditions.png |
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| 奇怪的Deformation.png |
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 1/8 3D压缩(弹性材料).doc |
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阅读说明书
你好,
我建议您研究为示例提供的示例输入文件
1.3.16圆柱坯镦粗:温度-位移和绝热耦合分析
在基准手册中。首先使用标准命令。如果这个奇怪的形状仍然存在，则错误一定在您的VUMAT代码中。
祝你好运
弗兰克
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-鲁尔大学
波鸿
德国
谢谢你的建议
谢谢你的评论Frank，我读了你提到的例子，发现对于相同的压缩测试，轴对称显式模型会给我想要的均匀压缩形状，但是2D显式模型会给我奇怪的变形形状，就像我上面展示的那样。此外，我尝试比较2个简单的压缩模拟与不同的求解器，一个使用静态一般步骤(标准求解器)，另一个使用动态显式步骤(显式求解器)，两个模拟使用相同的材料属性定义的ABAQUS内建的弹性和塑性模型，模拟结果如下所示。在我看来，在压缩模拟中产生奇怪变形的原因不是材料的类型，而是求解器的类型。然而，这些结果之间不应该有这么大的差异，对吧?你能告诉我是什么原因吗?如果在这种情况下我必须使用2D(非轴对称)显式求解器，我应该使用什么设置才能获得与标准求解器相似的结果?
谢谢你！
单轴压缩的基础知识
你好gnoij,
这幅画
ABAQUS标准结果(想要实现).jpg
表明试样的侧向面在变形过程中保持直线，即在无摩擦的情况下进行变形。这意味着应力的单轴状态应该占上风。在这种情况下，冯米塞斯应力应该等于轴向应力，这应该在整个体积中是均匀的。该准则适用于样品的圆柱形和方形截面，以及任何本构行为。这在图片中是矛盾的。您是否仅使用标准命令生成它?
这同样适用于
标准求解器的结果(在第3条评论中提到)。jpg
这太奇怪了。
看着
ABAQUS显示结果。jpg
我宁愿说你是在执行3d元素，而不是2D。
标准与明文之间不应有质的差别。
首先，将模拟限制为严格弹性材料。
你很幸运。在你的主题中，我被“单轴压缩”一词戏弄了。我把自己的博士论文都用在这上面了。我建议您学习压缩测试的基础知识。我的博士论文题目是
玻璃体SiO2的镦粗和粘弹性:实验、解释和模拟
并可在此下载
http://opus.kobv.de/tuberlin/volltexte/2006/1179/
选择第3.1、3.2、6章和附录B1。
如果你对方形截面试样的应力状态感兴趣，那么请参考我论文中的Knein。它是用德语写的。现在的知识是积累在“接触力学”方面的书籍中，例如:
K.L.约翰逊:接触力学，剑桥大学出版社;1987
张贴你的输入文件或发送给我。清楚地说明哪个输入文件生成了哪个图片。
弗兰克
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-鲁尔大学
波鸿
德国
谢谢你的关心
你好,弗兰克,
你是对的，通过将模拟设置为无摩擦，接触后不分离，我可以用标准求解器得到均匀变形，没有任何问题。然而，如果我切换到显式求解器，即使保留材料和相互作用属性等其他设置，也会发生非均匀和扭曲变形。
我本科最后一年的课题是进行《高温下大块金属玻璃的多轴变形行为》论文中所述的大块金属玻璃的单轴压缩模拟，但到目前为止我仍然无法建立模拟，更不用说运行VUMAT测试了。本文采用ABAQUS/Explicit进行三维单轴压缩模拟，假设试件与活塞之间不存在摩擦，模拟结果应为均匀变形。然而，我就是不知道如何使动态显式压缩模拟是均匀的，我得到的只是一些奇怪的扭曲变形，如图2和3所示。实际上，这个名为“3D compression INP - Explicit solver”的输入文件实际上是我的仿真模型，用于进行与论文中提到的相同的压缩仿真。
图片的输入文件是在第一条评论上传的，请随时告诉我你对INP文件的意见。此外，当使用显式求解器时，计算时间要长得多。你知道原因是什么以及如何克服它吗?
谢谢
为什么是这个元素?
关于元素类型的选择:在您提供的pdf中，他们使用C3D8R格式。C3D8RT元素。
3D模拟中的样本不在模拟的中心。您可以观察到中央垂直线上节点的水平移动。同样，左边缘和右边缘的垂直位移不仅在符号上不同，而且在幅度上也不同。
这也适用于2D模拟。在2D压缩标准求解器(第三张图)中，您可以看到定义刚性模具的节点与最终配置中的元素边缘对齐，但它不在初始配置中。
扭曲的形状可能会导致如果它不是水平居中，并在垂直于图像平面的方向。
我不熟悉CAE中有限元模型的生成。我手工编写输入文件，即所谓的“扁平”输入文件。因此，所有的“PickedSet”和“internal”的东西让我有点难以理解你的代码。这就是为什么我没有修改你的输入文件。
作为第一次尝试，你应该:
1)改变元素类型
2)试样居中
3)只模拟你真正需要的。除非你的老板坚持放弃刚性模具并将其建模为单个水平线(2D)代表。平面为3D，见我的论文。
不需要对刚性模具进行建模。看起来不错，但如果你想
为了在等高线图中显示它们，您将失去空间分辨率
在试样横截面上的分布。这是足够的模型的试件的八分之一，如图3所示，在pdf中，利用对称的考虑。因此，感兴趣的区域只有2mm x 2mm x 4mm。这也将减少模拟时间。选择横截面的四分之一(注意:将测量到的力除以四!)和高度的一半。应用适当的边界条件来限制运动!
一旦您稍后合并热效应，这也将使您有机会将从样品中心到表面的内部热梯度可视化为等高线图(前提是梯度足够大，可以检测到)。图4a-d仅在表面上显示了这种梯度。
为什么你想把这个过程建模成二维的?CPE4R元素不具有自由度6。
如果你想加入热流(pdf文件中第682页)，请参考我的论文。
你隶属于哪个机构?你的老板是R. Ekambaram, P. Thamburaja, H. Yang, Y. Li, N. Nikabdullah中的一个吗?
你从哪弄来的VUMAT ?代码可靠吗?测试过了吗?
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-鲁尔大学
波鸿
德国
嗨
你好,弗兰克,
非常感谢您的关心和意见。我是马来西亚国立大学的一名本科生，我的导师是N. Nikabdullah教授。实际上，构建VUMAT是我最后一年的项目目标。为了验证我的VUMAT是否可靠，需要将三维压缩仿真结果与本文的实验结果进行比较。而2D压缩模拟实际上是计划在开发过程中作为一种更快的测试方式来测试我的VUMAT。
到目前为止，我已经基于研究中讨论的本构模型构建了一个等温VUMAT。老实说，到目前为止，我认为我的VUMAT不可靠。事实上，我已经创建了另一个博客，以解决我在开发VUMAT过程中遇到的问题，如果您感兴趣，这里是链接
http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/10304
http://万博manbetx平台m.limpotrade.com/node/10305
我现在正试图根据你的建议运行模拟，当我得到结果时会通知你。再次感谢你的建议。
嗨，弗兰克，我。
你好,弗兰克,
我已经根据你的建议进行了模拟。我首先使用一个完美的弹性材料进行测试(E=210GPa, v=0.3)，模拟边界条件是3个相互垂直的节点集上的3个对称BC，以及试样顶部的位移BC(几何集)。网格元素是标准的C3D8R，默认设置。在压制步骤上增加了5的恒定质量缩放，以加快分析速度。我运行了大约2个小时的模拟，但模型似乎以一种非常不合理的方式变形。我想这是因为我搞砸了边界条件。你能给我一些关于这个问题和我的模拟设置的意见吗?
P/S: BC和变形形状的图片，以及INP文件在第一条评论上上传。
静态模拟很好
我修改了你的模拟(有一个错误的材料定义)，并将其转换为Abaqus标准静态测试。下面附加了代码。一切似乎都很好。应力是均匀的，边界条件似乎是明确的。
在显式模拟中，我还观察到试样的奇怪破碎。不幸的是，我一点也不熟悉Abaqus Explicit。
你最好把你的问题传出去。
成为…的成员
http://tech.groups.yahoo.com/group/Abaqus/
请注意,
1)这是一个版主列表，你的帖子在发布之前会被版主阅读
2)此列表中的帖子不允许附加任何文件。通过链接提到你的博客，或者只用文字表达你的问题。
您也可以在那里发布与VUMAT相关的查询，但只能单独发布。
开发VUMAT代码是非常具有挑战性的。您的代码是否比论文中使用的代码执行得更好?也可以尝试使用谷歌查找VUMAT代码。将搜索词“子程序VUMAT”与“部分实现”结合起来，这是硕士或博士论文中的一个典型短语。
专注于3D模拟。我不知道你如何从2D模拟中获益。你没有什么可以比较的。充其量您将知道它是否在没有任何编程错误的情况下运行。3D模拟并不需要很长时间就能看到结果。
周二到周五我会离线，之后大概要到6月1日才能使用ABAQUS。
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*标题
**作业名称:3D- elastic模型名称:3D
**生成方法:Abaqus/CAE 6.10-1
*预印本，echo=NO, model=NO, history=NO, contact=NO
**
* *部分
**
*部分,name =标本
*节点
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96、170、171、180、179、125、126、135、134
97、181、182、191、190、136、137、146、145
98、182、183、192、191、137、138、147、146
99、183、184、193、192、138、139、148、147
100、184、185、194、193、139、140、149、148
101、185、186、195、194、140、141、150、149
102、186、187、196、195、141、142、151、150
103、187、188、197、196、142、143、152、151
104、188、189、198、197、143、144、153、152
105、190、191、200、199、145、146、155、154
106、191、192、201、200、146、147、156、155
107、192、193、202、201、147、148、157、156
108、193、194、203、202、148、149、158、157
109、194、195、204、203、149、150、159、158
110、195、196、205、204、150、151、160、159
111、196、197、206、205、151、152、161、160
112、197、198、207、206、152、153、162、161
113、199、200、209、208、154、155、164、163
114、200、201、210、209、155、156、165、164
115、201、202、211、210、156、157、166、165
116、202、203、212、211、157、158、167、166
117、203、204、213、212、158、159、168、167
118、204、205、214、213、159、160、169、168
119、205、206、215、214、160、161、170、169
120、206、207、216、215、161、162、171、170
121、208、209、218、217、163、164、173、172
122、209、210、219、218、164、165、174、173
123、210、211、220、219、165、166、175、174
124、211、212、221、220、166、167、176、175
125、212、213、222、221、167、168、177、176
126、213、214、223、222、168、169、178、177
127、214、215、224、223、169、170、179、178
128、215、216、225、224、170、171、180、179
*Nset, Nset =Set-Top，生成
1,217, 9
*Elset, Elset =Set-Top，生成
1,121,8
*实体截面，elset=块，material=弹簧
，
*Nset, Nset =Set-X，生成
181, 225, 1
*Nset, Nset =Set-Y，生成
9 225 9
* Nset Nset =集合z
37、38、39、40、41、42、43、44、45、82、83、84、85、86、87、88
89、90、127、128、129、130、131、132、133、134、135、172、173、174、175、176
177、178、179、180、217、218、219、220、221、222、223、224、225
*结束部分
**
**
* *组装
**
*组装,name =组装
**
*实例，name= sample -1, part= sample
0.，0.，-0.001
*结束实例
**
*最终组装
*振幅,name = Amp-1
0.，0.，7.142857, 1.
**
* *材料
**
*材料,name =春天
*密度
6114年,
*弹性
2.1 e + 11日0.3
**使用构造的VUMAT
**资料，名称=“用户资料”
* *密度
* * 6114。
* * Depvar
* * 10,
**用户材质，常数=1
* * 432。
**
**边界条件
**
**名称:BC-SymX类型:对称/反对称/嵌套
*边界
specimen-1。集合x, XSYMM
**名称:BC-SymY类型:对称/反对称/内嵌
*边界
specimen-1。集合y, YSYMM
**名称:BC-SymZ类型:对称/反对称/内嵌
*边界
specimen-1。集合z, ZSYMM
** ----------------------------------------------------------------
**
**步骤:步压
**
*步骤中,name = Step-Pressing公司= 1000
*静态
0.00001, 1.0, 0.00000001, 0.01
* *动态的、明确的
* *, 7.14286
* *体积粘性
* * 0.06, 1.2
**质量缩放:半自动
**整体模型
**固定质量缩放，因子=5。
**
**边界条件
**
**名称:BC-1类型:位移/旋转
*边界,振幅= Amp-1
specimen-1。置顶，2, 2, -0.002
**
**输出请求
**
**重新启动，写入，数字间隔=1，时间标记=NO
**
**字段输出:F-Output-1
**
*输出字段
*节点输出
A rf u v
*元素输出，方向=YES
Evf, le, pe, peeq, peeqvavg, pevavg, s, svavg
**
**历史输出:H-Output-2
**
*输出,历史
*节点输出，nset= sample -1。置顶
RT,
**
历史输出:H-Output-1
**
*输出，历史，变量=PRESELECT
*最后一步
------------------------------------------
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