ANSYS与ABAQUS比较之实例6---单向压缩过程模拟2

本篇博文是ANSYS与ABAQUS比较系列的第6个算例。对于该算例，本篇博文用ANSYS模拟。

【问题描述】

模拟单向压缩试验，材料在压缩过程中，发生了塑性变形。现在已知其变形过程中真实应力与塑性应变曲线，要用软件复现此过程。

已知：圆柱试样直径为30mm，高50mm。压头将其压缩20mm。

材料的弹性模量为210e3MPa,泊松比为0.3，

材料的真实应力-塑性应变列表如下

【问题分析】

• 分析类型：因为是缓慢加载的，使用静力学分析。由于是接触问题，为了保证收敛，使用两个分析步，第一个分析步稍微有接触，第二个分析步则压缩20mm

• 几何模型：由于是轴对称，使用轴对称类型。对式样使用变形体，对压头使用解析刚体；创建时使得压头和式样距离5mm。

• 材料模型：弹塑性材料，按照给定的数据分别输入弹性数据和塑性数据表格。

• 交互作用：压头和试件之间使用无摩擦接触。

• 边界条件：试件底边没有竖直位移；压头分两次下移，第一次是-5.001mm,第二次达到-25mm

【求解步骤】

1. 单元类型

单元选择182单元，并设置为轴对称约束。

2.材料模型

设置材料的弹性属性，如下图所示：

再设置材料的塑性模型，如下图所示：

3.创建几何模型

创建一个矩形面和一条线，显示的线体模型如下图所示：

4.划分网格

划分矩形面单元，单元尺寸设置为1.5mm，使用自由网格划分方式，如下图所示：

5.创建接触

压头为刚性体，使用刚柔接触，其中刚性体选择上面的线，刚性体的控制点可以选择在几何体的质量中心；柔性体选择矩形的两侧面的线和上面的线，其余保持默认，创建完成之后，注意接触面的法线方向。

6.边界条件

约束固定底边；压头的控制点在第一个载荷步施加一个UY方向的的位移，值为-5.001mm，并且写出为第一个载荷步1，如下图所示：

压头控制点在第二个载荷步施加一个UY方向的位移，值为-25mm，并且写出为第二个载荷2，如下图所示：

7.求解设置

打开大变形开关，其余保持默认设置；求解方式为基于载荷步求解，如下图所示：

8.查看后处理

查看等效应变，最大值为0.505889。

查看等效应力，最大值为927.148MPa。

该塑性应变在（0.45，0.55）之间，而对应的应力应该在（921,932）之间。

使用线性插值，可以知道

当塑性应变是0.506时，应力应该是927Mpa

而上述的应力正好是这么多。

这说明参数设置时正确的。

【结论】

分别通过ABAQUS与ANSYS对单向压缩过程进行模拟，得出以下结论：

（1）从有限元模型建立方面来说，二者建模的方式基本一致，且都用两个载荷步才易于收敛；

（2）从计算结果方面来说，二者计算的结果基本一致，且与输入材料的应力应变参数想对应。

本文有考虑不周的地方，请各位CAE朋友提出宝贵意见和建议，谢谢！

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【李祖吉】

来源：宋博士的博客，版权归作者所有。