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刚性表面与多孔弹性层接触的ABAQUS输出

你好,我正在建模一个多孔弹性层的球形压痕。我将压头建模为一个刚性分析曲面。如你所知,多孔介质中每一点的总压力是来自基质的弹性应力和流体增压引起的孔隙压力的总和。Abaqus提供了孔隙压力,当然还有其他的应力量。

当我分析一个压痕问题时,我的最终结果需要是一个力量(球形压痕,因此非恒定面积),或者我需要能够通过对面积的一些知识将应力转换为力。对于这个目的,有一些输出看起来很有趣,但似乎都与弹性应力相对应,而不是孔隙压力。因此,如果我只处理弹性应力,我可以使用CFORCE (CNF2)并对接触关闭的节点求和,或者使用CFN,它是一个完整的表面输出,是由于接触压力引起的总力。

然而,这些值并没有显示出任何应力松弛,所以我相信它们不是实际的“总数”,而只是应力张量的弹性部分。我不能使用孔隙压力值来得到由这部分产生的力,因为问题变成了将压力转化为力。我看到两个区域的输出量,但它们似乎没有用处:CAREA是接触的“总”面积,所以这没有帮助,因为孔隙压力在表面上是变化的。另一个是CNAREA,它是“接触节点区域”,只对主表面可用。这看起来对我来说仍然是最有用的,但我在文档中找不到比这更深入的描述。这是每个节点的有效面积吗?如果我将压强乘以这个,然后对所有节点求和,我就会得到我需要的(某种程度上)?我说“某种程度上”是因为尽管水平分量总体上抵消了(由于对称),因为我单独地观察每个节点,那么我还需要能够将每个节点的这个投影到z轴上。

我基本上是在寻找一种将模拟输出转换为力的方法,这样就可以与实验结果进行比较。有人对此有什么想法或经验吗?

谢谢!

胡宇航的照片

嗨Roza,

在压头中取一个基准点,然后输出基准点上的总力。

最好的

余杭

嘿余杭!

感谢您的回复!我以前试过,但这个力也没有显示出任何放松,而它应该。这就是为什么我认为即使是参考点的输出也只包括弹性应力。你以前在Abaqus中做过这个吗?如果你确定这也包括孔隙压力效应,那么我可能在某个地方犯了错误。请让我知道你的想法:)

最好的

Roza

胡宇航的照片

嗨Roza,

我以前这样做过,没有问题。

作用在参考点上的力应为多孔弹性材料的整体抗力。

你应该分两步计算。

在第一步中,迅速施加荷载,使试样中建立孔隙压力场。

在第二步中,在边界上施加零孔压,使溶剂通过边界迁移出去并放松力。

另一种方法是:在第一步中施加无通量,在第二步中释放无通量的约束。

无论如何,关键是首先要建立一个孔隙压力场。这是由于溶剂的节约。

希望能有所帮助。

最好的

余杭

venapa的照片

嗨Roza,

我同意余航的观点,我也做了类似的模拟。

为刚性表面定义一个参考点,并通过在参考点应用压痕深度来运行位移驱动的模拟(一个两步模拟:斜坡和保持),然后绘制反作用力与时间的关系图。如果渗透率参数和边界条件正确,就会得到松弛响应。

如果你的斜坡阶段太长(这取决于渗透率),那么在保持阶段你可能会有很少的放松。

问候

帕斯夸里

谢谢余航和帕斯夸里!

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辛迪加

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