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本帖最后由 cheaxii 于 2013-4-10 18:37 编辑
剥离臂 AA5754-O:弹性模量74.7GPa 泊松比0.33
粘合层 ESP110:弹性模量5.72Gpa、泊松比0.40、极限应力99MPa、断裂能0.845mJ/mm2 (这里为保持单位一直,在输入参数时单位需要换算为MPa、mm、mJ/mm2)
参数来源 [1]Ph. Martinya, F. Lania, A.J. Kinlochb, T. Pardoenc.Numerical analysis of the energy contributions in peel tests[J]. International Journal of Adhesion & Adhesives 28 (2008) 222–236
文献中的实验结果如下:
45°剥离,剥离强度16.7N/mm
90°剥离,剥离强度6.05N/mm
135°剥离,剥离强度4.11N/mm
本算例模拟了90°剥离,结果和文献实验结果吻合很好。
以下是step by step:
1;创建part,2维,deformable,尺寸如下:剥离臂长100mm,厚1mm。(这里没有采用文献中的220mm的长度,因为这对结果没有影响,厚度一样就行);粘合层厚0.4mm,预制裂纹40mm,所以实际粘合部分长80mm。这里只建立了半模型,就是说下面的基体没有建立,这里是因为基体厚10mm,相对来说比上剥离臂厚很多,认为它是刚性的,不发生变形,所以不需要建模,以减小计算量。粘合层是在part模块下分割出来的,这样就可以为他们赋予不同的材料属性和截面特征了。
2,设置属性porperty
这里创建两个属性:1、剥离臂;2、粘合层,如下图示
2、创建两个截面section如下图
3、为不同的分区赋予不同的截面属性如下图
4、创建分析步
这里因为有几何大变形,所以要打开几何大变形开关,将其从off调到on,其次为了最后的到载荷位移曲线的精确性,将增量步的大小做调整到0.002,这样就有500步,可以有500个采样点;
5、调整场变量输出,在菜单栏output下拉菜单选择field output manage 点edit,勾选failure/fracture下面的SDEG和DMICRT,勾选state下面的status,这一步就不截图啦,很简单。
6、仍然在step下,创建一个surface集,后面有用的,选tool下来菜单的surface,然后创建,选择剥离臂右端截面。点ok,这个也很简单啦
7、创建边界条件
在initial分析步下,对粘合层下部施加固定约束(因为对下面的基体建模,所以固定约束施加在粘合层下端,这样做是可行的,因为基体很厚,变形忽略为0),在step1(上面创建的)下,在剥离臂右端施加30mm的强制位移载荷
8、划分网格
布置全局种子尺寸为0.25。剥离臂右端端面局部种子个数为4个(这样就有5个节点)剥离臂单元控制类型为为扫略、单元类型为CPS4R,粘合层单元控制类型必须为扫略,类型COH2D4,(这里粘合层单元只能建为一层)。这里要把单元删除选项选为yes,退化类型specify为1(即SDEG值达到1时完全失效,然后删除这个单元),这样共划分了1160个单元。
9、创建一个job,然后提交,这个一路ok,就不截图了
10、查看结果,点monitor里面的result后者直接切换到viserible,得到的应力云图如下,可以看到,由于前面的单元已经破坏失效所以被删除了,只有最后蓝色的部分还粘在一起
11、绘制载荷时间曲线(因为位移是按时间线性加载的,所以载荷时间曲线相当于载荷位移曲线)
点击XY Data manage——create——OBD field output,将position选为unique nodal,在element/nodal选项卡下选择set,然后选择前面创建的那个set(其实就是选择了剥离臂端面上的5个节点)然后点保存,在create——operate on XY data 选择公式sum(()),将保存的5个XY图求和,在保存为XY-data1(或其他名字),然后在XY Data manage下点plot,绘制载荷时间图像如下。显示最大载荷为6.5N/mm左右,与文献中的6.05N/mm,很接近。
算例在此:
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