基于LS_dyna模拟拉伸测试实验

1、 重新熟悉拉伸测试实验

2、 认识dyna中基本材料模型

3、 了解LS-prepost中的基本操作

      拉伸实验的样件按照实际式样的尺寸，如下图所示，

      对于LS-Dyna，大多数材料都是输入的都是真实应力应变，而不是工程应力应变。通常，我们在实验室进行的轴向拉伸实验，输出的都是工程应力应变数据。因此，我们需要将数据进行转换，才能输入到LS-Dyna。工程应力应变曲线与真实应力应变曲线有相应的数学关系。

工程应力应变的数学关系如下所示：

     真实应力应变曲线数学关系如下所示：

打开LS-Prepost，File>import>Ls-Dyna keyword file> tensile_test.k，导入拉伸实验的试件几何文件。

      在右侧菜单栏点击Model>keyword，所有关键字的都可以在这里编辑。双击MAT>024-PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY，这个24号材料是被广泛用于定义弹塑性材料的方式之一。其中RO、E、PR分别代表密度、弹性模量和泊松比，其他参数如下解释：

a)     SIGY和ETAN分别代表屈服极限和切向模量，定义的是线性硬化曲线，如下图所示：

b)    EPS和ES分别代表有效塑性应变和对应的应力值，至少需要填写两个点，可以描述分段塑性阶段

c)     LCSS可以定义应力应变曲线，需要在define>curve建立曲线关系图。

试件材料参数如下所示：

密度：7850kg/m3

杨氏模量：210GPa

泊松比：0.3

屈服极限：250Mpa

切向模量：1000Mpa

      在keyword Manager中双击SECTION>SHELL，在TITLE中输入Specimen_shell，在T1中输入1.5并按ENTER，随后T2-T4也都会变成1.5，这里是定义每个单元的厚度为1.5，最后点击Accept，然后Done关闭窗口。

      点击左下角Option图标，将ISO View勾选，在屏幕中间上部就会出现一排视图按钮，点击第二个Bottom视图。点击Model>CreEnt，双击Boundary>Spc，选择Area，框选最右侧的节点，并在Spc窗口中Sym plane选择All Fix，下面除了Y不勾选，其他都勾选上，如下图所示，最后点击Apply。再创建另一个边界条件，将选择器切换为pick，分别选择试件左右两边的中点，并在Spc窗口中Sym plane选择All Fix，下面除了Y勾选，其他都不勾选上，如下图所示。

      在顶部菜单中，点击Application>Tools>CurveGen，在Method中选择X-Y，取消Smooth，X=0 Y=0按下insert，0.01,1 insert，0.011,1 insert，然后改变Curve name为motion，最后点击Create，done关闭。这样我们就创建好了加载位移的曲线，可在关键字中Define>Curve查看。

       位移曲线创建完成之后，选择Model>CreEnt>Boundary>Prescribed Motion，点击Cre，将Pick激活，框选试件最右侧的9个节点，将DOF改为1，表示只允许在X轴方向运动，将VAD改为2，表示给定的是位移；在LCID中选择刚刚我们创建的位移曲线；在SF中填写20，表示加载的位移为20，最后点击Apply。这些设置可在关键字中Boundary_Prescribed_Motion_Set查看。

     点击Model>Keword>Control>Termination，将ENDTIM填为0.01，表示仿真持续时间为0.01S，点击Accept，Done关闭。

       点击Model>Keword>DATABASE>BINARY_D3PLOT，在DT填上5e-4，表示每隔这么长时间输出一个D3PLOT，点击Accept，Done关闭。该关键字可以输出图像。

       点击Model>Keword>DATABASE>ASCII_option，勾选ELOUT，DT=5e-6，击Accept，Done关闭。点击DATABASE>HISTORY_SHELL，在ID1中输入314，这个单元是试件中心点的单元，最后点击Accept，Done关闭。这两个关键字表示将指定的单元信息输出。

      File>Save as>Save keyword as，文件名为tensle_test_model.k。

        计算完成之后，打开d3plot文件，点击Post>ASCII，选择elout，并点击Load，选择Sh-314，1p-1或者1p-2 和9-Effective stress(v-m)，点击Plot，之后会出现一个曲线图，Output type 选择Curve file，以stress命名，点击Save，Quit。然后将9-Effective stress(v-m)换为7-Yield Value(eps)，点击Plot，以strain命名。这样就分别把单元314的应力和应变的信息输出了。

       将应力和应变的数据合并在一起，点击Post>XYPlot。激活Cross，选择X-Axis 和 Strain，在Curve Names中选择strain:Sh-314；然后再选择Y-Axis 和stress，在Curve Names中选择stress:Sh-314；最后点击Plot，即可看到应力应变曲线。

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