为什么拉伸压缩的力和abaqus荷载位移曲线线的是滞回曲线

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-07-27 02:39 标签： 载荷位移曲线
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上海交通大学博士学位论文SMA线性化模型及塑料拉伸曲线CAE计算模型研究姓名:杜晓伟申请学位级别:博士专业:固体力学指导教师:孙国钧摘要形状记忆合金 Shape Memory Alloy SMA 具有良好形状记忆伪弹性高阻尼及耐磨损等性能同压电磁致伸缩等其它智能材料相比 SMA 因具有恢复力及可恢复变形量大易于与基体耦合等优点而得到广泛应用实际应用中 SMA 多以纤维形式直接埋入或通过套管埋入基体中改善结构性能在 SMA 智能结构力学分析中 SMA 及基体材料的本构方程对分析效率及分析精度起决定性的作用需加强这方面的研究大多 SMA 本构模型描述 SMA 所有复杂热机行为如形状记忆效应和伪弹性方程形式复杂非线性程度高 SMA 智能结构总是侧重应用 SMA 某一方面的性能形状记忆效应或伪弹性在形状记忆效应方面多利用 SMA 随温度变化的恢复力实现对结构的加强作用SMA 基本没有变形或变形量很小恢复力只与温度及初始状态有关伪弹性应用方面 SMA作为耗能器在结构减振及抗震方面应用越来越广分析计算量大对计算速度要求高需要高效的简化本构模型 SMA 智能结构中高分子基体材料弹性阶段并不明显易进入塑性为提高分析精度需输入基体材料等效应力等效应变曲线如何由标准拉伸试验得到材料的等效应力等效应变曲线成为受关注的研究课题基于以上研究背景本文细化 Brinson 一维本构模型开发伪弹性线性化模型强约束恢复力线性化模型及其简化形式三折线模型推导 Brinson 本构模型增量形式三个材料模型的有限元计算子程序成为一维组合本构模型的三个计算模块做多种工程塑料拉伸试验提出由拉伸试验荷载伸长曲线得到等效应力等效应变曲线的分段合成法系统表述了CAE 方法在塑料全程等效应力应变计算中的应用开发了配套计算程序试验数据分析程序EDAP(Experiment Data Analysis Program) 使数据处理过程自动化研究成果介绍如下在 Brinson 一维本构模型基础上提出了描述 SMA 伪弹性的一维线性化本构模型与Brinson理论模型计算对比证明伪弹性线性模型在简化计算同时具有很好的精度用数值算例证明线性模型不仅可以模拟全滞回环也可模拟动力响应过程中的小滞回环线性模型在模拟伪弹性的同时也可模拟部分超弹性及完全塑性将线性模型与 LSDYNA 软件中的 SMA伪弹性模型进行了对比分析应力应变曲线非常接近进一步验证了线性模型的精度指出了一维简化模型的便利性用伪弹性线性模型求取 SMA 伪弹性弹簧质量振子的谐力激励响应与用 Brinson 理论模型所得结果很接近将线性模型用于求取 SMA 伪弹性弹簧质量振子在初速度激励及地震激励下的响应分析 SMA 伪弹性的作用机理及其能量耗散作用在 Brinson 一维本构模型基础上提出强约束下 SMA 恢复力线性化模型与 Brinson 理论模型计算对比证明恢复力线性模型在简化计算同时具有很好的精度应用恢复力线性模型计算 SMA 丝加强粘弹性梁的变形与孙双双前期试验结果符合很好应用恢复力线性化模型对记忆合金加强梁的固有频率进行了分析探讨了复杂温度变化对记忆合金加强梁动态性能的影响对于简单温度荷载恢复力线性模型退化为三折线模型用三折线模型对前期粘弹性梁实验进行了热弹性分析计算给出 Brinson 本构方程的增量形式并编写相应的计算程序与伪弹性线性化模型及强约束恢复力模型结合形成 SMA 一维组合本构模型用三折线模型计算 SMA 丝的恢复力用伪弹性线性化模型计算 SMA 材料模型的关键参数用 ANSYS 对 SMA 丝与圆柱基体间的粘结应力进行研究探讨了 SMA 恢复力对 SMA 丝的抗拉拔能力的加强作用从塑料荷载伸长曲线中寻找规律提出塑料拉伸试验数据处理方法—分段合成法根据荷载随试件拉伸长变化情况及颈缩发展扩展情况将试件荷载伸长曲线划分为三种阶段第一种阶段为颈缩发生前的荷载上升段真应力真应变的计算采用理论公式第二种阶段为颈缩发展的荷载下降段用上下限加权和模型计算第一部分等效应力应变曲线用三参量多直线段模型计算第二部分的等效应力及等效应变曲线以拉伸曲线为目标函数由有限元分析结果对参数进行迭代修正第三种阶段为颈缩扩展的荷载稳定段应力应变曲线为颈缩临界曲线开发了分段合成法配套程序 EDAP(试验数据处理程序) 只需输入荷载位移曲线即可得到所需的塑料全程应力应变曲线转换为大型商用有限元程序所需的输入格式直接用于有限元仿真分析计算使用网格摄影法得到塑料颈缩后等效应力等效应变曲线与用三参量多直线段模型求得结果进行比较证明三参量多直线段模型假设的合理性及其较高的精度用分段合成法求取材料的等效应力等效应变曲线用于结构分析结果与试验结果拟合很好证明了分段合成法的普遍适用性给出三参数多直线段模型三个参数的经验值与颈缩扩展曲线公式相结合得到塑料拉伸试验颈缩后应力应变曲线简化求解方法简化求解用于精度要求较低结构分析得到的拉伸曲线下包线对 SMA 加强塑料杆进行弹性分析及弹塑性分析结果表明智能结构基体材料应使用弹塑性材料模型以提高分析精度关键词形状记忆合金伪弹性线性模型恢复力线性模型分段合成法 CAE
EDAP三参量多直线段模型 修正的上下限加权模型 网格摄影法 AbstractShape memory alloys (SMA) have good shape memory effect (SME), pseudo-elasticity andhigh damp. Compared with other smart materials, SMA has large recoverable deformation and it iseasily coupled with base materials, so it is widely used. In most cases, SMA has been manufacturedas wires and it bined with base material directly or through cable to improve the performanceof structure. In the analysis of SMA smart structure, the constitutive of base material and SMA playthe most important role in improving efficiency and precision. The further research work is neededin get better constitutive of SMA and base material.Most SMA constitutive simulate all the thermo-mechanical behavior of SMA such as SMEand pseudo-elasticity, so they plex equations which a1
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微机控制电液伺服万能试验机集电液伺服自动控制、自动测量、数据采集、屏幕显示、试验结果处理为一体,以油缸下置式主机为平台,配置进口油泵和电液伺服阀、机伺服控制器,实现多通道闭环控制,完成试验过程的全自动控制、自动测量等功能,具有专业性好、可靠性高、升级简易等特点,并可随着试验机测控技术的发展和试验标准的变化而不断充实完善.一、基本结构及主要功能 、主机：配置油缸下置式主机机架,此结构大大降低了主机高度,运输、安装方便,性能稳定、可靠.蜗轮蜗杆结构的主机,丝杠固定不同,蜗轮蜗杆副安装在在移动横梁内,由盘式电机驱动,通过丝母旋转带动移动横梁上下移动.上下对中稳定性好,试验曲线平滑无台阶
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