关于如何施加初始残余应力的一点总结

hhf1434150367 · 发表于 2017-5-14 17:52:29

小生这段时间一直在做关于残余应力的问题，在如何添加初始残余应力这个问题上一直没有什么进展，今天终于设置出了自己想要的初始残余应力，故而写出自己的一点看法，还请各位指正。
残余应力的添加有两种方法，适用于不同的情况，
1，从上一个载荷中获得的残余应力场，比如有人需要分析磨削后的残余应力（只有残余应力，要将产生的塑性应变先去掉）对后续加载的应力，应变分布的影响，也就是先进行磨削仿真，然后进行其他加载。这里可以参照石亦平的常见问题8.4.2，但后来我发现了一种更简单的方法，具体操作如下：
（1）获得磨削仿真后的odb文件，
（2）打开你的cae模型，在load模块中选择预定一场，分析步选择initial，类型选择mechanical,右边选stress,继续以后选择整个模型，在specification中选择：外部输出数据文件，下面几栏选择你之前那个odb的最后一个分析步和最后一个增量步，

（3）添加其他分析步进行计算
（4）在结果文件中，大家能看到在第一个分析步的开始，模型有应力存在，但是应变为很小。几乎为0.（事实上，残余应力的产生不仅和加载有关，还和加载的历程有关，所有对于这种有塑性应变的模型来说，这样的方式只能将应变降低一个数量级，而不能像石亦平书中平衡地应力一样得到很小的应变，因为他这里的应变为弹性应变，而不是塑性应变）
2，自己设置一个已知的初始残余应力场，比如在一个二维平面（三维的操作过程完全一样）的表面添加因为机加工过程产生的已经通过X射线衍射仪测出的初始残余应力（这个问题困扰我很久），操作过程如下：
（1）在上一情况的第二步中，在specification中选：直接定义，然后既可以添加四个应力分量了，在这里就需要考虑一个自平衡的问题了，添加的应力应该是比较符合实际情况的，同时，添加的区域要很小（这个很重要），这样软件进行计算前的自平衡后，得到的应力分布和你设置的相差就不大，应变为0
（2）添加完成后，建议在第一个分析步不要加任何载荷，加上约束就可以了，在后面再加载荷，这样大家就可以在第一个分析步的第一个增量步看到你自己添加的残余应力分布，这里的分布和你设置的完全相同，第一个分析步完成时可以查看到自平衡后的应力场，这里的应力场就和你设置得有些区别了，但是区别已经很小了。
平衡前

平衡后

hhf1434150367 · 发表于 2017-5-14 17:54:00

自己的一点简介，也不知道对不对，还请各位指正。

风儿轻轻扬 · 发表于 2017-5-19 00:37:53

可否交流一下，请看私信

lzs0237 · 发表于 2017-5-20 09:52:29

可否交流一下

水里面的小白 · 发表于 2017-5-20 22:42:38

先感谢一下楼主，最近也在尝试做残余应力，回家再好好看看你的经验分享

qinglove220 · 发表于 2017-6-13 14:52:43

我理解的残余应力就是一种稳定的状态（没有新因素影响的情况下），楼主说的施加残余应力，之后引出自平衡，这个自平衡楼主有相关理论介绍吗？
残余应力应该是一种状态，您在预定义场施加的是什么状态，在无新因素影响的情况下，应该是保持不变的。

qinglove220 · 发表于 2017-6-13 14:55:20

残余应力需要与之匹配的边界约束，边界约束合理，残余应力应该是不改变的！

hhf1434150367 · 发表于 2017-6-14 22:41:05

qinglove220 发表于 2017-6-13 14:55
残余应力需要与之匹配的边界约束，边界约束合理，残余应力应该是不改变的！ ...

恩，我最近也注意到了这个问题，但我感觉，残余应力实际上和边界条件没有关系的吧，比如一个热加工的零件，内部会有残余应力产生，但并没有任何外部约束，但是在ABA模拟时，又必须有约束条件才行，应该是添加的约束尽量不影响原来的残余应力状态，而实际上总会有些影响，这时软件就会进行自平衡，稍微改变应力分布情况，但影响不大，如果约束条件没有设置好，残余应力会有巨大的改变，这个我试过。

18401728161 · 发表于 2018-4-24 21:48:54

平衡前后应力大小相差这么多....

blswjs · 发表于 2018-4-24 22:49:39

hhf1434150367 发表于 2017-6-14 22:41
恩，我最近也注意到了这个问题，但我感觉，残余应力实际上和边界条件没有关系的吧，比如一个热加工的零件 ...

我个人的理解是残余应力的产生与发展以及最终的结果与边界条件的施加有关联。
在热加工工艺中，比如热处理，虽然放在传送带条件下的工件固定约束不存在，但是工件与传送带保持着接触，这个接触约束使工件处于静力学状态（准静态，动量方程可以忽略加速度项简化为平衡方程），那么就可以等效或者近似为固定约束。
而ABAQUS里面的约束必须施加是因为有限元本身求解方程的时候需要避免刚体位移，这个与实际的静力学物理过程是一致的。
以上理解可能不对，欢迎大家一起讨论相互学习

mastma · 发表于 2018-4-26 17:37:07

第一个step不加任何载合只加边界约束，最后结束时，应力值和想输入的一样吗？残余应力再平衡问题怎么解决？

啦啦啦啦嘿 · 发表于 2018-5-17 20:01:09

hhf1434150367 发表于 2017-5-14 17:54
自己的一点简介，也不知道对不对，还请各位指正。

楼主您好！我最近也在做初始残余应力导入的，因为之后的模型加了裂纹，所以采用的是方法2，但是残余应力自平衡后差别特别大，暂时没有特别好的处理方法。2（1）中是不是各应力分量只能添加一种呢？可以交流一下吗？

啦啦啦啦嘿 · 发表于 2018-5-17 20:02:44

hhf1434150367 发表于 2017-6-14 22:41
恩，我最近也注意到了这个问题，但我感觉，残余应力实际上和边界条件没有关系的吧，比如一个热加工的零件 ...

约束条件该怎么设置才能减小这种差距呢？

smedlut · 发表于 2018-7-18 16:43:06

请问怎么仿真残余应力呢？

那小样98 · 发表于 2018-7-18 17:13:25

残余应力怎么仿真

liuzhen.neu · 发表于 2018-11-30 16:41:33

感谢楼主

yingling101010 · 发表于 2021-10-9 15:41:58

谢谢神仙

dsnjf · 发表于 2021-10-12 10:33:51

同一深度的初始残余应力是一样的吗

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