江南西风 发表于 2015-11-27 14:01:49

deform模拟拉伸测试对材料库中材料的自检

近期在用deform做拉伸测试的模拟。刚开始被deforn强大的后处理功能所折服,但是没高兴多久,发现模拟出来的结果跟实际的结果相差很大。
主要是弹性模量方面。
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=image&aid=467876&size=300x300&key=f713cdfe8c8030e0&nocache=yes&type=fixnone
我采用的材料是TITANIUM,经过材料力学性能的比对,发现这个材料更接近于工业纯钛的TA3.
它的弹性模量为117211Mpa(工业纯钛大概在110Gpa左右)
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=image&aid=467877&size=300x300&key=fb76c2cce2d59767&nocache=yes&type=fixnone
于是,如第一幅图中所示,建立了这个一个圆柱体的模型来模拟力学性能,看模拟结果是否和材料库中的一致。(以前没有用过deform,所以对它的模拟效果还是比较怀疑的)。
首先加载材料TITANIUM,然后导入用UG绘制的模型(格式*.stl);划分网格,网格划分到模型曲线没有太明显的变形;设置边界条件,在上表面加了一个速度载荷2mm/s,上下表面其他方向fixed。
在模拟控制中,step的设置如下:
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=image&aid=467878&size=300x300&key=1e3d785fd7656c70&nocache=yes&type=fixnone
因为如果更改with die displacement ,在database的生成过程中会报错,所以采用with time increment.
一切就绪后,check,generate ,然后退出前处理,run。
解算结束后,好戏开场。
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=image&aid=467879&size=300x300&key=94c9f10a45df6ee5&nocache=yes&type=fixnone
在即将发生紧缩的外表面取了4个点做粒子追踪,出现的等效应力随时间变化曲线高度一致(重合)。看到这样的曲线,应该高兴,因为他和我们做的拉伸测试的曲线走势十分相近,各个阶段都有。
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=image&aid=467880&size=300x300&key=e7da56d37bac4088&nocache=yes&type=fixnone
然而,事情并不是想象中的那么理想。当我把等效应变的结果云图打开时,顿时傻眼了。
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=image&aid=467881&size=300x300&key=8813b81d1ee704ea&nocache=yes&type=fixnone
在应力云图中,第一步显示的应力值为456Mpa,在应变云图中,第一步显示的应变值为0.0734~0.074,我们取平均为0.0737,单位mm/mm.
然后做比值E=sigma/eps,结果为6187.2456Mp,与他材料库中所给的117211Mpa相差两个数量级。
于是乎,我到处找资料,因为我觉得,我的这种做法肯定是错的。然后网上的说法是,那个应变值是真应变,这样求不出弹性模量。
ok,我找到了真应变的计算公式,换算结束后489.064Mpa,也就是说,结果反而更小了,所以这种说法是及其扯淡的。
又于是乎,我想到某老师经常给我们的家建议,将边界条件里面的速度改小一点,然后运算时间长一点。
我照做,前面一切都没有变,改了边界条件上表面的拉伸速度为0.1mm/s,为了能够达到一定的变形量,我将步数改为1000步,每10步存储一次,其他的都不变,重新生成了一个数据库文件,然后run。
run的过程也是够艰辛的,运行时间果真增加了许多,历时2h33min后,我的到了结果。
一看,下巴差点掉下来。
http://forum.simwe.com/forum.php?mod=image&aid=467882&size=300x300&key=464747a140bbd854&nocache=yes&type=fixnone
原来30mm的模型,直接被拉到了114,而且貌似仍然还有被拉长的空间,我差点就给老板报告说我发现超塑性材料了。有点跑偏了,咱们回到弹性模量这个话题上来。对上面的模型取了5个点,等效应力为118Mpa,等效应变为0,是的,居然为0.然后我开始怀疑,我所理解的stress effctive 和 strain effective 是等效应力和等效应变吗?为此我专门问了一下有道君,他给出的答案就是等效应力和等效应变,从此,我不淡定了,彻底凌乱了。那么,我们的deform模拟软件真的靠谱吗??
我本科是学材料成型专业的,所以,我并不认为更改单向拉伸的工况能够使材料表现出不同的性能,至少应力应变状态不会发生改变(求玩切削加工的孩子不要挑刺儿)。那么也就是说,用同一个材料,在同一个温度下,在同一个方向上进行加工(各项同性材料),在比例极限内,工件发生的应力应变状态应该保持一致才对。但是模拟的结果去令人咋舌。有人说,模拟就是模拟,跟实际情况有差别很正常,但是我想既然deform能够得到大多数人的认可,说明他的模拟特性应该比较好才对。
我只能说,我不会用,所以用不好。希望deform大神能够帮忙解答这其中的疑虑,感激不尽!




ArtistHope 发表于 2016-4-22 22:10:44

请问楼主弄明白了没?

JosephWan 发表于 2018-8-31 11:23:18

您好,想跟您学一下如何做拉伸样的deform模拟。:lol

JosephWan 发表于 2018-9-12 10:49:13

计划覆盖

本帖最后由 JosephWan 于 2019-2-25 11:13 编辑

地方感觉到
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