连载(13):定义随温度变化的材料参数

文摘   教育   2024-05-22 18:04   新疆  

Property 功能模块中定义材料特性参数时,如果某些参数依赖于温度,应该如何定义?

『解 答』

在有限元分析过程中,很多情况下需要定义随温度或其他场变量变化的材料特定参数(例如,图4-7给出了随温度变化的弹性模量和泊松比),具体操作方法和步骤如下:

4-7  随温度变化的弹性模量和泊松比

(1)准备随温度或其他场变量变化的曲线图或折线图(图4-7);

(2)根据曲线的斜率变化情况及分析需要,画上坐标网格,获得与温度对应的材料特性参数值;

(3)切换到 Property 功能模块,创建材料并定义如图4-8所示的材料参数。需要注意的是:此时应该选中 Use Temperature - dependent data 选项,输入域中对应的 Temp 选项也将出现,如果材料的特性参数还与其他场变量相关,还可以设置 Number of field variables 中的数值。图4-8中仅仅列出两组随温度变化的材料数据,其他数据按照类似操作输入即可,不再赘述。

4-8  定义随温度变化的弹性模量和泊松比

(4) INP 文件中,定义随温度变化的材料特性参数的关键词行和数据行如下:

*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC

200.0E4, 0.3, 20.0

150.0E3, 0.35, 400.0

............................ 

『相关知识』

1)除了定义随温度或其他场变量变化的材料特性参数之外,有限元分析过程中还会经常遇到定义随时间变化的荷载或边界条件,此时需要用到 Tools 菜单中的幅值曲线(Amplitude)工具,更详细的介绍,请参见第8.4节“定义幅值曲线”。

2)如果 Abaqus / CAE 提供的材料模型和特性参数无法满足需要,可以借助于 Abaqus 软件提供的用户子程序(User Subroutine)功能进行 UMAT VUMAT的开发工作。此时,需要在图4-9所示的对话框中设定材料常数(Mechanical Constants),并在 Job 功能模块的 General 标签页下加载用户子程序文件(图4-10)。

 

4-9  Property 功能模块指定用户自定义材料常数

4-10  Job 功能模块的 General 标签页下加载用户子程序文件

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