技术热点 | ABAQUS材料参数示例

在工程分析领域，Abaqus 是一款广受认可的有限元分析软件，能够跨学科地处理结构分析、流体分析、热分析、电磁分析等多种物理现象。本文旨在介绍如何在 ABAQUS/CAE 中创建材料模型，包括理想弹塑性材料和超弹性橡胶材料的处理过程。具体步骤分为两个案例进行解析。

案例一：创建理想弹塑性材料

对于理想弹塑性材料模型的创建，首先需要在 ABAQUS/CAE 中定义弹性属性及其塑性特性。基本步骤如下：




1. 材料属性输入：

参数输入：定义弹性模量为 2E5MPa，泊松比为 0.3，屈服强度为 235MPa。

进入材料设置页面：在软件主界面中，通过材料模型或属性模块调出材料设置页面。


弹性参数输入：在弹出窗口中填写材料弹性参数，例如输入弹性模量、泊松比等。

塑性界面的设置：在塑性特性输入界面，根据材料性质选出合适的模型，如 Voigt model，进一步输入屈服强度等相关参数。

完成材料创建：点击 “OK” 按钮完成 Q235 理想弹塑性材料的创建。


案例二：拟合超弹性橡胶材料

超弹性橡胶材料的拟合涉及通过单轴测试数据来调整材料本构参数。其创建过程包括以下几个关键步骤：

1. 准备测试数据：


接收现有橡胶的单轴测试数据，该数据通常包含了不同应变级下的应力信息。


2. 材料模型选择：

在 ABAQUS/CAE 中，选择超弹性材料模型类别，如 SRAA（StoneleyRose coloured）模型，适用于典型的超弹性橡胶材料行为分析。

3. 数据输入：

使用 “应变能比” 选项来输入单轴压力测试数据，该数据反映了橡胶材料在不同应变比率下的能量变化。

4. 材料拟合：

在弹出窗口中通过选择合适的材料本构模型（可以预选多个模型），完成参数的输入和拟合。对于 SRAA 类模型，输入应变能函数的相关参数，通常包括 Wr、ω 等因子。

点击 “OK” 完成拟合过程，Abaqus 会自动计算并生成材料模型所需的参数，包括材料在不同受力状态下的性能描述。

5. 材料验证：

最终，通过比较材料模型产生的预测结果与实际测试数据的差异，进行模型验证。如果图形显示出良好的一致性，则材料模型已经创建和拟合成功。

考虑因素：

在创建和拟合材料模型时，应确保使用的数据准确无误，每一步骤需要精确输入法线性的参数值。

ABAQUS 支持通过图表比较测试数据与模拟结果，确保模型的准确性和可靠性。

在某些需要精确模拟应急行为的高性能分析中，系统对于材料环境（如温度、应变率和时间效应）的考虑也至关重要。