內容概要
“先利用有限元軟件ansysworkbench輸出一組應力-應變曲線,假設該曲線是通過試驗得到,再轉換為真實應力應變,根據真實應力應變曲線利用excel軟件進行曲線擬合操作,獲得材料本構模型的相關參數”。
主要涉及以下知識點:
(1) 工程應力-應變與真實應力-應變的轉換;
(2) 利用excel對應力-應變曲線進行線性擬合的方法;
(3) 利用excel對應力-應變曲線進行John-cook1塑性本構模型擬合的方法(按指定方程關系進行擬合);
(4) 擬合決定系數的R2相關公式介紹;
(5)利用excel的規劃求解功能求解指定方程變量系數的方法;
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在ansysworkbench中劃分網格。
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材料參數
塑性階段為john-cook強度模型,具體參數如下圖。
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仿真結果
可以看出,應變最大約為0.25時,發生斷裂,與定義的最大塑性應變失效值0.25一致。
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σt=σe(1+εe)
εt=ln(1+εe)
式中:σt—真實應力,單位MPa。
σe—工程應力,單位MPa。
εt—真實應變,無單位。
εe—工程應變,無單位。
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在excel中具體擬合過程如下:
式中:σ—應力,單位Pa,常用MPa。
a—初始屈服應力,單位MPa。
b—硬化常數,無單位。
n—硬化指數,無單位。
c—應變速率常數,無單位。
m—熱軟化指數,無單位。
T—當前溫度,單位℃。
Tr—參考溫度,單位℃。
Tm—材料融化溫度,單位℃。
式中:R2—決定系數。
SSe—殘差平方和。
SSt—總平方和。
yi—擬合點的值。
fi—目標函數的值。
在excel中確定各參數關系。
c) 利用規劃求解功能確定參數
R2值設定為規劃目標;目標值設置為1;a、b、c值設置為可更改的單元格,限制n為大于0的數值。多次點擊求解直到R2值不發生改變。