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验证案例:超弹性单轴拉伸试验

这个验证案例属于固体力学。这个测试用例的目的是验证以下参数:

  • 单轴拉伸下的超弹性

SimScale的仿真结果与[Treloar]\(^1\)的结果进行了比较。

几何

这种情况下使用的几何形状如下:

多维数据集几何模型
图1:立方体的几何模型

立方体的边长为1 \(m\)。

分析类型及网格

工具类型: Code_Aster

分析类型:静态非线性

网格和单元类型

网格由一个八节点六面体单元组成,局部计算并更新到平台。

情况下 网格类型 的数量
节点
元素类型
所有 一阶六面体的 8 标准
表1:各工况的有限元模型
单轴验证用一单元六面体网格
图2:立方体的一个六面体单元网格

仿真设置

材料

超弹性材料,用以下参数为每一类型的规律:

  • Mooney-Rivlin:
    • \(C_{10} = \) 4.103 \(Pa\)
    • \(C_{01} = \) -7.486 \(Pa\)
    • \(D_{1} = \) 1e-6 \(1/Pa\)
  • Neo胡克:
    • \(C_{10} = \) 2.881 \(Pa\)
    • \(D_{1} = \) 1e-6 \(1/Pa\)
  • 年青男子:
    • \(C_{10} = \) -1.432 \(Pa\)
    • \(C_{01} = \) 5.578 \(Pa\)
    • \(C_{20} = \) 3.781e-2 \(Pa\)
    • \(D_{1} = \) 1e-6 \(1/Pa\)

边界条件

  • 约束:
    • 面对零x位移的ABFE
    • 面AEHD与零y位移
    • 面对零z位移的ABCD
    • 面DCGH施加7 (m) x位移

参考解决方案

参考溶液为实验型,从[Treloar]\(^1\)中提取。与材料名义应力-应变曲线相对应。使用WebPlotDigitizer

结果比较

根据零位移面反力计算的名义应力-应变曲线与参考数据的对比如图3所示:

单轴验证情况下的公称应力应变结果曲线比较
图3公称应力-应变曲线对比

以下是sigorini案例结果的最终变形形状图:

单轴验证情况下的公称应力应变结果曲线比较
图4:立方体的最终变形形状,轮廓表示sigorini情况下的变形大小

参考文献

  • L. R. G. Treloar,“硫化橡胶在各种变形下的应力-应变数据”,译。法拉第Soc。1944年,40:59 - 70。

请注意

如果您在验证您的模拟时仍然遇到问题,那么请在我们的论坛联系我们

最后更新:2021年5月19日

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