基于ABAQUS和EXCEL的泡棉静态力学性能分析
基于ABAQUS和EXCEL的泡棉静态力学性能分析
作者：周万里黄攀
来源：《科技风》2017年第09期
摘要：手机中大量应用泡棉作为缓冲材料保护关键器件，不同泡棉的缓冲效果完全不同，对器件的保护作用大小也不同。
通过泡棉的单轴压缩和回弹实验测试可以得到材料的位移-力曲线，但有限元软件ABAQUS中需要的材料参数不能直接在该软件中拟合得到。
故基于EXCEL的VB模块构建新公式和使用规划求解功能拟合材料参数。
在ABAQUS中建立有限元模型验证了用EXCEL拟合材料的准确性和该分析方法的正确性。
关键词：泡棉；有限元；ABAQUS；hyperfoam；Mullins软化效应；EXCEL；规划求解
泡棉因为具有良好的密封性和可压缩性，在手机中被大量应用根据用途可以分为导电泡棉、缓冲泡棉、双面胶泡棉和防尘防水泡棉等，根据应用的位置可以分为LCM泡棉、摄像头泡棉、音腔泡棉、受话器泡棉等。
不同的用途和位置对泡棉的要求完全不同。
国内文献对泡棉的研究主要在后期仿真应用上和没有考虑泡棉的应力软化效应，没有详细介绍如何从基础实验数据中获取有限元仿真所需要的参数再到仿真应用的过程。
本文首先使用高精度试验机对泡棉进行单轴压缩和回弹实验，获取位移-力曲线；然后转换为名义应变-名义应力曲线。
利用EXCEL的VB模块构建新公式，再把名义应变-名义应力曲线输入到EXCEL表格，并使用规划求解功能拟合曲线获取基于ABAQUS的hyperfoam本构模型和Mullins软化效应的材料参数；最后通过建立有限元模型验证该本构模型和拟合方法的正确性。
1 压缩和回弹实验
使用高精度试验机对泡棉进行压缩和回弹实验。
因为该泡棉太薄只有0.3mm的厚度，为减小误差把4层泡棉叠加在一起进行测试。
具体样品尺寸为25mmX25mmX0.3mmX4。
2 记录压缩和回弹数据
压缩试验机记录力的单位为g，位移为mm。
3 处理数据
因为前面有一段行程为空压，需要处理数据，减掉这部分位移并减少数据点。
处理后的数据见下图：
4 Hyperfoam本构理论
在ABAQUS软件中，定义泡棉的超弹性模型时，泡棉的超弹性行为建立在以下应变能函数上[ 1 ][ 2 ][ 4 ]：
其中μ和α控制偏量行为，其中μ和β控制体积行为。
N是材料参数，最高可达到6。
μi，αi，βi是由温度决定的材料参数。
5 Mullins软化本构理论
泡棉有着和橡胶材料相类似的Mullins效应（静态软化效应），由图1可见当泡棉经历加载-卸载过程时，卸载应力要低于加载时的应力，这种静态应力软化现象称为Mullins效应。
目前比较成熟的描述Mullins效应的本构理论是基于唯像学的伪弹性本构模型。
ABAQUS 软件已经将此本构模型集成到软件中，在进行有限元计算时，可以直接在材料属性中调用此模型。
为使本构方程能够方便描述Mullins效应，将应变能密度分成畸变能应变能密度和体积变化应变能密度两部分[ 1 ][ 3-6 ]。
即：
6 用EXCEL拟合材料参数
把从实验中获得的位移-力曲线转换成名义应变-应力曲线。
其中F为力，A0为初始截面积，ΔL为位移，L0为初始厚度。
因为泡棉自带PET计算名义应变时需剔除PET的影响，L0等于总厚度减去PET的厚度。
因为公式参数较多，选择用EXCEL的VB模块构建新的公式。
拟合时，首先将应变-应力曲线输入到Excel表格，再依次计算主伸长比、预测值、实际值和预测值的平方差、实际值和平均值的平方差、R平方。
当R平方等于1时表示，所有观测点都落在拟合的曲线上。
利用EXCEL的规划求解功能拟合曲线。
有限元分析结果和实验结果很接近，证明了用EXCEL拟合参数的准确性和ABAQUS hyperfoam本构及Mullins效应模拟泡棉压缩和回弹性能的精度很高。
7 结论
1）自带PET的泡棉厚度较薄时为减小测试误差叠加起来进行压缩和回弹实验获取实验数据的方法是可行的；
2）ABAQUS中的hyperfoam模型和Mullins参数可以使用EXCEL的VB模块和规划求解功能来拟合；
3）有限元分析的结果和实验测试的结果很接近，使用hyperfoam三阶模型并添加Mullins 效应能很好的模拟泡棉的单轴静态压缩和回弹曲线。
参考文献：
[1] 冯敏亮.电场活化聚合物（DE）力学性能模型研究[D].安徽：合肥工业大学，2007.
[2] 李飞.Mullins诱导各向异性研究及橡胶弹性元件多向刚度分析[D].湖南：湖南工业大学，2015.
[3] 王见.聚氨酯减振缓冲块静态特性有限元分析及对比实验[J].科协论坛，2009（3）：91-92.
[4] 张凯，赵静，等.HDPE_EPDMTPV的压缩Mullins效应及其可逆回复[J].特种橡胶制品，2015，36（2）：6-11.。
基于Python和Abaqus的波纹管力学性能分析软件开发
图 "$常规计算模块 -4,界面
$$该模块界面中" 圆形波纹管等的按钮& 文 字& 输入框& 公式边框和公式备注分别是通过 5>UR>\ 中创建的普通按钮控件& 静态文本控件& 可编辑文本控件& 面板控件和列表框控件实现 的% 打开文件夹中已有的 gRWg文件" 在 gRWg文件 中输入周向应力系数和波距等参数" 参数输入如 图 # 所示% 参数的输入功能是通过创建一个 gRWg 文件" 将参数作为变量记录在 gRWg文件中" 调用 Y文件中的 _/+/igRWTE>I! $ 函数实现% 点击界 面正上方圆形波纹管按钮" 界面中的公式经过运 算就会在空白框内出现结果% 计算功能是在圆形 波纹管按钮上绑定回调函数 O>RR\>QZ! $ " 通过调 用公 式 计 算 的 Y 文 件 实 现" 计 算 结 果 如 图 ( 所示%
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玉泰等人
利用
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语言开发了
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前& 后处 理 插 件" 分 别 用 于 批 量 处 理 和 绘 制
O>YX\ERR图" 避免了人为计算的错误" 同时也提
高了使 用 效 率" 但 功 能 相 对 单 一% 崔 东 岳 等
,.-
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应用
/7WNW和
a6W;>ROjj语言研发了波纹管
在数值计算方面首屈一指" 可以弥补 /\>=;W在
计算速度上的不足%
因此" 针对以上存在的问题" 本文探讨结合
bNUBM7 语言和 /\>=;W软件" 研发一款金属波纹
abaqus cae解析实例
abaqus cae解析实例Abaqus CAE（Computer-Aided Engineering）是一个强大的有限元分析（FEA）软件，用于模拟复杂结构的力学行为。
以下是一个简单的Abaqus CAE分析实例，以演示如何使用该软件进行有限元分析。
假设我们要分析一个简单的悬臂梁在受到集中载荷作用下的弯曲行为。
1. 启动Abaqus CAE：打开Abaqus CAE软件，创建一个新的模型。
2. 创建几何体：在几何模块中，创建一个悬臂梁的几何体。
可以使用线、面、体等基本元素来构建。
3. 划分网格：在网格模块中，将悬臂梁划分为有限个小的元素，这些元素被称为“网格”或“有限元”。
可以选择不同的元素类型和大小来模拟悬臂梁的不同部分。
4. 应用材料属性：在材料模块中，为悬臂梁指定材料属性，如弹性模量、泊松比和密度等。
5. 定义载荷和边界条件：在载荷和边界条件模块中，定义悬臂梁受到的集中载荷以及支座的边界条件。
在这个例子中，可以在悬臂梁的末端施加一个集中力。
6. 选择分析类型：在分析类型模块中，选择静态分析类型。
因为我们要模拟的是恒定载荷下的弯曲行为，所以选择静态分析是合适的。
7. 运行分析：完成以上步骤后，运行分析。
Abaqus CAE将自动求解有限元方程，并输出结果。
8. 后处理：在后处理模块中，查看分析结果。
可以查看应力、应变、位移等结果云图和数据。
9. 优化设计：根据分析结果，优化悬臂梁的设计，例如改变梁的截面形状或材料属性等。
以上是一个简单的Abaqus CAE分析实例，通过这个实例可以了解如何使用该软件进行有限元分析。
当然，实际的分析可能会更加复杂，需要更多的步骤和考虑因素。
建议参考Abaqus CAE的官方文档和教程以获得更详细的信息和指导。
基于Abaqus的有限元薄壁结构静强度分析方法研究
Ｄｅｓｉｇ ｎ 、 Ｒ ｅｓｅａｒｃｈ＆Ａｎａ ｌｙｓｉｓ Ｉ
…
…
基 于 Ａｂａｑｕｓ的 有 限 元 薄 壁 结 构 静 强 度 分 析 方 法 研 究
冯 峰 （中国飞机 强度研 究所 ，陕 西 西安 ７１００６５）
摘 要 ：首先对利用有限元进行结构 强度计 算的作业流程进行介 绍 ，然后针对 薄壁 结构在进行有 限元静 强度计 算时
采用 的不 同网格 类型和 网格 尺寸对计算结果准确性 的影响进行研究 ：对 同一薄壁结 构分别按 “六面体单元 、四面体
单元和 壳单元”的形式进 行 网格划分 ，分析 不 同网格类 型对 计算结 果的 准确性 影响 大小 ；同时，对 薄壁结构按 同一
种 网格类型 ，分别设置不 同网格尺寸 ，分析 网格尺寸 的大小对计算结果的准确性影响 大小。研 究结果可为工程 实践
中薄壁结构 的强度计 算提供 指导。
关键词 ：薄壁结构 有限元计算 网格 类型 网格 尺寸 强度计 算
中图 分 类 号 ：ＴＨ１１４ ：１００２—６８８６（２０１８）０３—００６５—０５
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍ ｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｈｉｎ——ｗａｌｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｂａｑｕｓ ＦＥＮＧ Ｆｅｎｇ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｆ ｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｓｔａｔｉｃ ｓｔｒｅｎｇ ｔｈ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅｓ ｏｆ ｍｅｓｈ ｔｙｐｅ ａｎｄ ｍ ｅｓｈ ｓｉｚｅ ｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｔｈｉｎ —ｗａｌｌ ｓｔｒ ｕ ｃｔｕｒｅｓ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｈｉｎ — ｗａ ｌ ｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｈｅｘａｈｅｄｒａｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ，ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ａｎｄ ｓｈｅｌｌ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａ ｎ ｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｆ ｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｓｈ ｔｙｐｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｆｏｒ ｔｈｅ ｔｈｉｎ —ｗａ ｌｌ ｓｔｒ ｕ ｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓａｍ ｅ ｍｅｓｈ ｔｙｐｅ， ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｓｈ ｓｉｚｅｓ ａｒｅ ｓｅｔ，ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｆｌ ｕｅｎｃｅ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｍｅｓｈ ｓｉｚｅｓ ｏｎ ｔｈｅ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｃａ ｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｓ ａｎａ ｌｙｚｅｄ． Ｉｔ Ｃａｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｃａｌ ｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｉｎ —ｗａ ｌｌ ｓｔｒ ｕ ｃｔｕｒｅ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｉｎ—ｗａｌｌ ｓｔｒｕ ｃｔｕｒｅ，ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｇｒｉｐ ｔｙｐｅ，ｇｒｉｄ ｓｉｚｅ，ｓｔｒｅｎｇ ｔｈ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ
ABAQUS实验报告
ABAQUS实验报告1.实验目的本次实验的主要目的是使用ABAQUS软件对一个具体的结构进行有限元分析，了解结构在受力情况下的变形情况，并通过分析结果评估结构的强度和稳定性。
2.实验对象本次实验选择了一个简单的悬臂梁结构作为分析对象，悬臂梁的尺寸为L=100mm，H=10mm，t=10mm，材料为钢材，杨氏模量为210GPa，泊松比为0.33.实验过程首先，使用ABAQUS软件建立了悬臂梁的有限元模型，包括结构的几何形状、材料性质和边界条件。
然后，施加一个向下的均布载荷在悬臂梁的自由端上，通过有限元分析得到了结构在受力后的应力分布、变形情况和位移等数据。
最终，对分析结果进行评估并提出改进建议。
4.实验结果通过ABAQUS软件进行有限元分析，得到了悬臂梁在受力后的应力分布、变形情况和位移等数据。
其中，悬臂梁在受力后的最大应力出现在悬臂梁的根部，并随着距离自由端的增加逐渐减小；结构的最大变形出现在梁的自由端，变形由中间向两侧逐渐减小；结构的最大位移也出现在梁的自由端。
5.结果分析通过对实验结果的分析，可以得出以下结论：(1)悬臂梁在受力后的应力、变形和位移分布符合结构力学的基本原理，最大应力、变形和位移出现在悬臂梁的根部和自由端。
(2)结构的受力情况对结构的强度和稳定性有重要影响，必须合理设计结构的几何形状和材料性质。
(3)通过有限元分析可以准确地预测结构在受力情况下的响应，为结构设计和优化提供了有效的工具和方法。
6.结论与建议根据实验结果的分析，可以得出以下结论和建议：(1)结构的几何形状、材料性质和受力情况对结构的强度和稳定性有重要影响，必须合理设计和选择结构的几何形状和材料性质。
(2)有限元分析是一种有效的工具，可以准确地预测结构在受力情况下的响应，为结构设计和优化提供了重要的参考。
(3)在进行结构设计和优化时，应该充分考虑结构的受力情况，避免结构出现应力集中和失稳现象。
综上所述，通过本次实验，我深刻认识到了结构在受力情况下的变形和破坏机制，对结构的强度和稳定性有了更深入的理解。
[计算机]abaqus Python实例-操作excel文件
![[计算机]abaqus Python实例-操作excel文件](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/c9ececfd3186bceb19e8bb50.webp)
abaqus Python实例——操作excel文件目前处理数据离不开excel，所以pythoner必须学会用python操作excel表格。
Python 与excel交互方法也比较多，我一开始就接触的xlrd/xlwt包。
直到现在也没有发现什么bug 或者缺点，而且上次从ujs505那里知道Win32Com的方法在64bit系统下无效了，但是xlr d/xlwt方法依然好用，我欣喜万分。
这里给出我一个从材料单轴拉伸数据TRA文件中处理得到拉伸过程中各种应力应变量并记录到excel中的例子，其实这个例子比较乱，但是实在没有时间给弄个明了的版本了。
大家将就看看from math import *import sysimport reimport xlrdfrom xlwt import Workbookbook=Workbook()sheet=book.add_sheet('test_NT',cell_overwrite_ok=True)sheet1=book.add_sheet('engineer',cell_overwrite_ok=True)sheet2=book.add_sheet('True',cell_overwrite_ok=True)sheet3=book.add_sheet('Plastic',cell_overwrite_ok=True)sheet4=book.add_sheet('Plastic_modify',cell_overwrite_ok=True)total_nubmer=46nclown=0nclown_e=0nclown_t=0nclown_p=0nclown_pm=0for i in range(total_nubmer): myfile='tensile-'+str(i+1)f=open(myfile+'.TRA','r') engineer_strain=[]true_strain=[]engineer_stress=[]true_stress=[]plastic_strain=[]test_force=[]s1=f.readline()s2=f.readline()s3=f.readline()s4=f.readline()s1=re.sub('"|\t|;|\n',' ',s1)s1=re.split(' +',s1)name=s1[2]little=name[-2:]s2=re.sub('"|\t|;|\n',' ',s2)s2=re.split(' +',s2)times=s2[2]print name+'run'+str(times)bk=xlrd.open_workbook('Static report.xls') sh=bk.sheet_by_name("Stat")diameter=sh.cell_value(i+2,4) area=pi*((diameter)**2)/4E_modulus=sh.cell_value(i+2,7) state=Trues0=f.readlines()s0=s0[-2]s0=re.sub(';',' ',s0)s0=re.split(' +',s0)f.seek(0)s1=f.readline()s2=f.readline()s3=f.readline()s4=f.readline()while state:s=f.readline()s=re.sub(';',' ',s)s=re.split(' +',s)# print s# print s0if (s=="EOF")|(s==s0):state=Falseelse:force=float(s[1])eee=float(s[0])/100.0sss=force/areatest_force.append(force)engineer_strain.append(eee)engineer_stress.append(sss)true_strain.append(log(1.0+eee))true_stress.append(sss*(1.0+eee))plastic_strain.append(log(1.0+eee)-sss*(1.0+eee)/E_modulus)f.close()##########################################################3 simu_strain=[]simu_P_strain=[]simu_triax=[]simu_force=[]simu_E=204323.0simu_little=str(int(little)+3)simu_name="New_pass"+simu_little+"test.dat"print 'refer to'+simu_namesimu_f=open(simu_name,'r')simu_state=Trues0=simu_f.readlines()s0=s0[-1]s0=re.sub(';',' ',s0)s0=re.split(' +',s0)# print s0simu_f.seek(0)simu_s1=simu_f.readline()while simu_state:simu_s2=simu_f.readline()simu_s2=re.sub(';',' ',simu_s2)simu_s2=re.split(' +',simu_s2)if (simu_s2=="EOF")|(simu_s2==s0):simu_state=Falseelse:# print simu_s2s_force=float(simu_s2[5])s_eee=float(simu_s2[2])s_triax=float(simu_s2[3])s_sss=s_force/areasimu_force.append(s_force)simu_triax.append(s_triax)simu_strain.append(s_eee)simu_P_strain.append(log(1.0+s_eee)-s_sss*(1.0+s_eee)/simu_E)simu_f.close()##########################################################3 nrows=3sheet.write(0,nclown,'sample')sheet.write(0,nclown+2,name)sheet.write(1,nclown,"area")sheet.write(1,nclown+2,area)sheet.write(1,nclown+1,diameter)sheet.write(1,nclown+4,E_modulus)sheet.write(2,nclown,"E_strain")sheet.write(2,nclown+1,"E_stress")sheet.write(2,nclown+2,"T_strain")sheet.write(2,nclown+3,"T_stress")sheet.write(2,nclown+4,"PL_strain")for i in range(len(engineer_strain)):sheet.write(nrows,nclown,engineer_strain[i]) sheet.write(nrows,nclown+1,engineer_stress[i]) sheet.write(nrows,nclown+2,true_strain[i])sheet.write(nrows,nclown+3,true_stress[i])sheet.write(nrows,nclown+4,plastic_strain[i]) nrows+=1nclown+=5#output engineer strain and stressnrows=3sheet1.write(0,nclown_e,'file')sheet1.write(0,nclown_e+1,myfile)sheet1.write(0,nclown_e+2,"E_modulus")sheet1.write(0,nclown_e+3,E_modulus)sheet1.write(1,nclown_e,'sample')sheet1.write(1,nclown_e+1,name)sheet1.write(1,nclown_e+2,'run')sheet1.write(1,nclown_e+3,times)sheet1.write(2,nclown_e+1,"E_stress")for i in range(len(engineer_strain)):sheet1.write(nrows,nclown_e,engineer_strain[i]) sheet1.write(nrows,nclown_e+1,engineer_stress[i]) nrows+=1nclown_e+=4#output true strain and stressnrows=3sheet2.write(0,nclown_t,'file')sheet2.write(0,nclown_t+1,myfile)sheet2.write(0,nclown_t+2,"E_modulus")sheet2.write(0,nclown_t+3,E_modulus)sheet2.write(1,nclown_t,'sample')sheet2.write(1,nclown_t+1,name)sheet2.write(1,nclown_t+2,'run')sheet2.write(1,nclown_t+3,times)sheet2.write(2,nclown_t,"T_strain")sheet2.write(2,nclown_t+1,"T_stress")for i in range(len(engineer_strain)):sheet2.write(nrows,nclown_t,true_strain[i])sheet2.write(nrows,nclown_t+1,true_stress[i])nrows+=1nclown_t+=4#output plastic strain and stressnrows=3sheet3.write(0,nclown_p,'file')sheet3.write(0,nclown_p+1,myfile)sheet3.write(0,nclown_p+2,"E_modulus")sheet3.write(0,nclown_p+3,E_modulus)sheet3.write(1,nclown_p,'sample')sheet3.write(1,nclown_p+1,name)sheet3.write(1,nclown_p+2,'run')sheet3.write(1,nclown_p+3,times)sheet3.write(2,nclown_p,"PL_strain")sheet3.write(2,nclown_p+1,"T_stress")for i in range(len(engineer_strain)):sheet3.write(nrows,nclown_p,plastic_strain[i])sheet3.write(nrows,nclown_p+1,true_stress[i]) nrows+=1nclown_p+=4#output modified plastic strain and true stress nrows=3i_temp=1sheet4.write(0,nclown_pm,'file')sheet4.write(0,nclown_pm+1,myfile)sheet4.write(0,nclown_pm+2,"E_modulus")sheet4.write(0,nclown_pm+3,E_modulus)sheet4.write(1,nclown_pm,'sample')sheet4.write(1,nclown_pm+1,name)sheet4.write(1,nclown_pm+2,'run')sheet4.write(1,nclown_pm+3,times)sheet4.write(2,nclown_pm,"PL_strain")sheet4.write(2,nclown_pm+1,"Force")running=Truefor i in range(len(engineer_strain)):if running:mincr=150temp_e=(test_force[i]-test_force[i+mincr])/(plastic_strain[i]-plastic_strain[i+mincr])if temp_e>400000.0:i_temp=irunning=Falseelse:modifed_strain=engineer_strain[i]-engineer_strain[i_temp]modifed_plastic_strain=log(1.0+modifed_strain)-engineer_stress[i]*(1.0+modifed_strain)/E_mo dulussheet4.write(nrows,nclown_pm,modifed_plastic_strain)sheet4.write(nrows,nclown_pm+1,test_force[i])nrows+=1##output simulation resultnrows=3sheet4.write(2,nclown_pm+2,"PL_strain")sheet4.write(2,nclown_pm+3,"Force")sheet4.write(2,nclown_pm+4,"TRIAX")for j in range(len(simu_P_strain)):sheet4.write(nrows,nclown_pm+2,simu_P_strain[j])sheet4.write(nrows,nclown_pm+3,simu_force[j])sheet4.write(nrows,nclown_pm+4,simu_triax[j])nrows+=1#######################next file(Test result)nclown_pm+=5book.save('material_treat.xls')另一例子import csvfrom odbAccess import *from abaqusConstants import *filename=getInput('Please input the ODB file name')#下面这样都是我定义的字典或list，用来存保存提取数据的elementArea={}elementConn={}nodeArea ={}timeTP =[]#下面可以看做一般的从odb文件中提取结果的步骤#打开指定的odb文件odb=openOdb(path=filename)#得到assembly中所有的instanceinst=odb.rootAssembly.instances#或取第一个instance中的所有单元,因为我这个odb里面只有一个instance#.keys()方法可以获得一个list有所有的instance名字elments=inst[inst.keys()[0]].elements#下面一段对单元循环，得到每个单元的几个结点，然后记录下来for el in elments:label=belnodes=el.connectivityelementConn[label]=nodes#节点nodes=inst[inst.keys()[0]].nodesfor nd in nodes:label=belnodeArea[label]=0#打开指定的stepst=odb.steps[odb.steps.keys()[0]]#对指定step的某个特定场变量做循环for v in st.frames[-1].fieldOutputs['EVOL'].values: label=v.elementLabeldata =v.dataelementArea[label]=datafor k,v in elementArea.iteritems():nds=elementConn[k]for nd in nds:nodeArea[nd]+=0.25*v#下面是提取每个frame中每个节点的NT11值frames=st.framesfor fr in frames:nt11=fr.fieldOutputs['NT11'].valuestime=fr.frameValuesumTp=0sumAr=0for va in nt11:label=va.nodeLabeldata=va.dataif data<0:area=nodeArea[label]sumTp+=data*areasumAr+=areatry:mean=float(sumTp)/float(sumAr)timeTP.append( (time,mean))except:print fr.frameIdfilename=getInput('pleae input the csv file \n name to save')wr=csv.writer(file(filename ,'wb'))#这个把结果写进csv文件，只要一句，很简单，也可以在这一句之前写个表头wr.writerows(timeTP)。
基于ABAQUS的三通有限元分析与强度评定
基于ABAQUS的三通有限元分析与强度评定简介三通是一种常用的管道连接件，通常用于分支管道的连接。
在设计和制造三通时，需要对其强度进行评定，以确保其能够承受工作条件下的应力和变形。
有限元分析是一种常用的工程分析方法，可以用于预测结构的应力和变形。
本文将介绍基于ABAQUS软件进行三通有限元分析与强度评定的方法。
步骤1.几何建模首先，根据实际的三通尺寸和几何形状，使用ABAQUS的预处理器（Preprocessor）建立三通的几何模型。
可以采用参数化设计的方法，使得模型具有可调节的尺寸。
2.材料属性定义根据实际的材料性能，定义三通的材料属性。
包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
可以根据实验数据或材料手册提供的数据进行定义。
3.网格划分将三通几何模型进行网格划分，生成适合分析的有限元网格。
划分网格时，需要考虑到模型的几何形状和尺寸，并确保网格的密度足够细致，以获得准确的结果。
4.约束和载荷定义根据实际的工作条件和加载情况，对三通模型进行约束和载荷的定义。
约束是指对模型的一些部分施加固定约束，例如固定端或轴向约束。
载荷是指对模型施加的外部力或力矩。
这些约束和载荷可以是静态的，也可以是动态的。
5.弹性分析通过ABAQUS进行弹性分析，计算出三通在工作条件下的应力和变形分布。
弹性分析的结果可以用于进一步的强度评定。
6.强度评定根据三通的应力分布和材料的屈服强度，进行强度评定。
常见的评定方法包括最大应力法、碰撞理论法和松弛高斯分布法等。
根据评定结果，可以确定三通的安全系数，并对设计进行优化。
7.结果后处理对弹性分析和强度评定的结果进行后处理，包括应力和变形的结果可视化、结果的报表输出等。
可以通过ABAQUS的后处理器（Postprocessor）进行。
总结本文介绍了基于ABAQUS的三通有限元分析与强度评定的方法。
通过对三通进行几何建模、材料属性定义、网格划分、约束和载荷定义、弹性分析、强度评定和结果后处理，可以得到三通在工作条件下的应力和变形分布，并进行强度评定。
基于ABAQUS仿真的薄膜纳米力学性能研究
Ｔｈｅ ｌｌａｎｏ·ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｗｅｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＡＢＡＱＵＳ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｅｑｕｉ—ｂｉａｘｉａｌ ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｏｎ ｔｈｅ ｎａｎｏ－ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｂｕｌｋ ｓａｍｐｌｅ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ
ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒｅｓｓ．Ｔｈｅ ｒｕｌｅ ｏｆ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｈ ｃａｎ ｂｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅ ｔｕｌｋ ｓｐｅｃｉｍｅｎ ｒｅｍａｉｎ ｕｎｃｈａｎｇｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓ，
是不可逆的，主要受基片温度、真空压力、薄膜生长率和残余气体温度等因素影
响。因此薄膜中残余应力一般由三部分组成：即外应力、热应力和本征应力，可
用公式（１．１）表示：
‰＝％＋％＋‰，
（１．１）
热应力一般是基于传统的梁弯曲理论来计算的，对于单层膜，具体表示为：
ｄｅｃｒｅａｓｅ ｌｉｎｅａｒｌｙ，Ｃ ｄｅｃｒｅａｓｅ ａｓ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｐａｒａｂｏｌｉｃ．Ｈ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ
ｔ｜６ ｏｆ ｏ ９ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｒａｔｅ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｖｅ ｓｔｒｅｓｓ ａｒｅ ｓｍａｌｌｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ
泡沫夹层结构力学性能的非线性有限元分析
Ｔａｂ．２
表２拉伸应力应变曲线的分段线性数据表 Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｒｅｓｕｌｔ ｄａｔａ ｆｏｒ ｔｅｎｓｉｌｅ ｓｔｒａｉｎ·ｓｔｒｅｓｓ ｃｕｒｖｅ
万方数据Biblioteka 第２期汤超。等：泡沫夹层结构力学性能的非线性有限元分析
２７５
Ｔａｂ．４
表４剪切应力应变曲线的分段线性数据表 Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｒｅｓｕｌｔ ｄａｔａ ｆｏｒ ｓｈｅａｒ ｓｔｒａｉｎ－ｓｔｒｅｓｓ ｃｕｒｖｅ
２非线性本构关系及强度准则
２．１ 非线性本构关系及其有限元增量形式
在本文的计算实例中，将用实体单元来模拟该泡沫，在有限元分析中运用增量理论，加入自定义的材 料本构，具体分析过程如下。
根据本构关系的形式口＝陕，在非线性有限元分析中，该关系的增量形式为：ｄａ。＝Ｄ。ｄｅ。，假定某单 元第ｉ增量步时的应变增量为ｄｅ：，ｄｅ：，ｄｅ：，ｄｒＹ，，ｄｒ；，ｄｒ＇－－，则由各向同性的线弹性材料本构关系
万方数据
力学季刊
第３０卷
层结构由于夹层和面板界面没有增强体而对分层敏感，是夹层结构的危险部位，结构受损后，易于吸收水 分，滞留于芯格间的水分通过冷冻或解冻机制会使蜂窝失效。而闭孔泡沫同蜂窝相比，有以下优点：抗湿 热阻力优于蜂窝，可以采用低成本的ＲＦＩ、ＲＴＭ或ＶＡＲＩ等易于整体成型的先进工艺方法，可以采用缝合 技术，实现无紧固连接和整体成型，减少零件数量，提高结构效率，易于加工复杂构型部件，制造维修成本 低‘８１。
图9marc计算剪切试验时有泡沫单元进入失效的应力云图fig9thestressfringeoffailurefoamelementsforflatwiseshearmodelinmarefem受膨加n图lo剪切试验的有限元计算结果与实验结果对比fig10comparisonforshearexperimentalandanalyticalresults同样由分析结果可知铝面板泡沫夹层结构在剪切力作用下在泡沫夹芯处产生剪切破坏且力变形曲线呈现较强的非线性与试验数据吻合
Abaqus求解器性能详述
Abaqus求解器性能详述Abaqus求解器性能：1.比其他通用有限元软件更多的单元种类，单元种类达562种，提供了更多的选择余地，并更能深入反映细微的结构现象和现象间的差别。
除常规结构外，可以方便地模拟管道、接头以及纤维加强结构等实际结构的力学行为。
2.隐式和显式求解器无缝集成，同为ABAQUS公司的产品，单元类型和命名一致，用户可以很方面的进行两种求解方法的转化和联合运算。
3.更多的接触和连接类型，可以是硬接触或软接触，也可以是Hertz接触（小滑动接触）或有限滑动接触，还可以双面接触或自接触。
接触面还可以考虑摩擦和阻尼的情况。
上述选择提供了方便地模拟密封，挤压，铰连接等工程实际结构的手段。
4.材料非线性是ABAQUS非线性分析的一种重要类型。
它具有丰富的材料模型库，涵盖了弹性（包括超弹性和亚弹性）、金属塑性、粘塑性、蠕变，各向异性等各种材料特性。
5.在复合材料方面：ABAQUS允许多种方法定义复合材料单元，包括复合材料壳单元、复合材料实体单元以及叠层实体壳单元；提供基于平面应力的失效准则和基于断裂力学的开裂功能，包括最大应力、Tsai-Hill、Tsai-Wu Azzi-Tsai-Hill和最大应变等理论研究纤维、基体和界面失效以及纤维屈曲失效等失效模式；采用Rebar单元模拟纤维增强复合材料中的纤维，并可以把它们定义在独立的壳单元、薄膜单元和表面单元内部再嵌入到模拟基体的实体单元中，方便用户进行灵活的建模和后处理；ABAQUS提供了壳单元到实体单元的子模型功能和壳单元到实体单元的tie约束功能，可以对复合材料局部重要区域方便地进行细节建模；用户自定义材料机械性能(UMAT)子程序可以由用户定义各种复杂的机械本构模型并使用在ABAQUS分析中，UMATs 已经被广泛用于研究金属基体复合材料, 固化, 纤维抽拔, 和其他对复合材料很重要的局部效应。
6.在橡胶材料方面：橡胶本构模型种类齐全，达16种之多，可以模拟各种橡胶材料的特性；可以直接输入橡胶材料的实验参数，生成对应的橡胶模型，并对模型的稳定性进行检验，确定稳定收敛区间；ABAQUS目前独有的Mullin效应模拟可以在橡胶的超弹性本构中考虑加载和卸载中应变能的损失，以及转化为热能的效应，为精确模拟橡胶减震性能和工作中生热情况提供了途径，资料显示相比其他通用有限元软件，考虑Mullin效应的模型在处理橡胶大变形问题中与实验结果对比更为接近；橡胶模型与接触/摩擦功能能很好地结合，能处理橡胶材料的软化、老化等问题；经长期的工程应用，ABAQUS的垫片单元(*Gasket)被公认可以方便有效地模拟橡胶垫圈密封的机理和现象，广泛用于汽车发动机等复杂机械结构的密封分析中。
ABAQUS分析教程要点
ABAQUS瞬态动力学分析瞬态动力学分析一、问题描述一质量块沿着长度为1500mm的等截面梁运动，梁的材料为钢（密度ρ=7.8E-9 ton/mm3，弹性模量E=2.1E5MPa，泊松比ν=0.3），宽为60mm，高为40mm。
质量块的长为50mm，宽为60mm，高为30mm。
质量块的密度ρ=1.11E-007 ton/mm3，弹性模量E=2.1E5MPa，泊松比ν=0.3，如图5.1所示。
质量块以10000mm/s 的速度匀速通过悬臂梁（从固定端运动到自由端），计算梁自由端沿y方向的位移、速度和加速度。
图1 质量块沿梁运动的示意图二、目的和要求掌握结构的动力学分析方法，会定义历史输出步。
1）用六面体单元划分网格，厚度方向有4排网格。
2）采用隐式算法进行计算。
三、操作步骤1、启动ABAOUS/CAE[开始][程序][ABAQUS 6.7-1][ABAQUS CAE]。
启动ABAQUS/CAE后，在出现的Start Session（开始任务）对话框中选择Create Model Database（创建新模型数据库）。
2、创建部件在ABAQUS/CAE窗口顶部的环境栏中，可以看到模块列表Module：Part，这表示当前处在Part（部件）功能模块，可按照以下步骤来创建梁的几何模型。
创建两个零件分别命名为mass（质量块）和beam（梁），均为三维实体弹性体。
3、创建材料和截面属性在窗口左上角的Module（模块）列表中选择Property（特性）功能模块。
（1）创建梁材料Name：Steel，Density：7.8E-9，Young’s Modulus（弹性模量）：210000，Poisson’s Ratio（泊松比）：0.3。
（2）创建截面属性点击左侧工具箱中的（Create Section），弹出Create Sectio n对话框，Category：Solid，Type：Homogeneous，保持默认参数不变（Material：Steel；Plane stress/strain thickness：1 ），点击OK。