材料力学行为与计算机模拟.ppt

ABAQUS软件介绍——公司历史 ABAQUS软件介绍——公司现状 目前，ABAQUS 是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一。ABAQUS 公司在美国总部的技术开发人员超过160 人，其中有70 多人具备工程或计算机科学的博士学位，全球技术支持人员超过130 人，这可能是世界上最大的计算固体力学团队。 ABAQUS帮助文档 ABAQUS示例 ABAQUS使用起来十分简明。最复杂的问题也可以很容易地建立模型。在大部分模拟分析问题中，甚至在高调非线性问题中，用户也只需要提供解雇的几何形状材料性能、边界条件和载荷工况这样的工程参数就可以分析。在非线性分析中，ABAQUS能自动选择合适的载荷增量和收敛精度。不仅能选择这些参数值，而且能在分析过程中不断的调整参数来保证有效地得到高精度解，很少需要用户取定义这些参数。 ABAQUS是一套功能强大的基于有限元法的工程模拟软件，其解决问题的范围从相对简单的线性分析到最富有挑战性的非线性模拟问题。ABAQUS具有丰富的、可模拟任意形状的单元库和与之对应的各种类型的材料模拟库，可模拟大多数典型工程材料的性能。 ABAQUS软件介绍——软件概述 ABAQUS软件介绍——模块 ABAQUS/CAE 为ABAQUS 求解器提供快速交互式的前后处理环境。 ABAQUS 的建模、分析、监测和控制、以及结果评估的完整界面。 ABAQUS/Standard 主要用于结构静态、动态线性和非线性分析耦合分析。 ABAQUS/Explicit 瞬态的大变形和高度非线性分析可以在ABAQUS/Standard 分析结束状态进行继续分析。 求解器 前后处理 另外：ABAQUS还有附加的分析模块ABAQUS/Aqua和ABAQUS/Design.接口模块ABAQUS/C-MOLD等三个，此外还有ABAQUS/VIEW为CAE的子集，具有后处理功能。 ABAQUS软件介绍——模块 ABAQUS模块关系图示 材料力学行为与计算机 模拟 力学与土木建筑学院 刘 军 第1章 概论 材料性能的概念 材料性能的分类 材料性能的分析方法 材料的力学性能 材料力学性能研究的目的和意义 力学性能测试技术 材料性能的概念 材料的性能是一种参量，用于表征材料在给定外界条 件下的行为，即：作为材料最基本条件的性能必须定量化， 需要从行为的过程去深入理解性能；重视环境对性能的影 响。 行为 行为是从一个状态到另一个状态。 外界条件 在不同的外界条件（应力、温度、化学介质、磁场等）下，同一 种材料也会有不同性能。 参量化 性能必须参量化，即材料的性能需要定量地加以表述。 材料性能的分类 物理性能：热、光、电、声、磁、辐照性能 … 强度——s 简单性能 力学性能 弹塑性——E, G, d , f 韧性——KIC Ak, … 化学性能：抗氧化性、耐腐蚀性、抗渗透性等 性能 复杂性能 :复合性能、工艺性能、使用性能。 以力学性能为主的材料称为结构材料，是本课程关注的重点。 材料性能的分析方法 由于材料的性能取决于材料的成分和结构，并受到外界条件的影响， 因而对材料性能的分析会有一下始终方法： 黑箱法：不需要知道结构内部结构，从输入输出信息的试验关系来定义和理解材料性能。 灰箱法（相关法） ：用统计方法建立性能和结构之间相关性的经验方程。 白箱法（过程法） ：由材料的行为过程去理解材料内部结构的本质并掌握材料的行为过程机制,深刻认识相关经验规律，真正了解和控制材料。 环境法：环境对材料的影响有弱化和强化两种。考虑外界环境的作用来了解材料。 鉴于对材料力学行为机制的了解程度不同，分析材料力学性能的方法是 不一样的，不同的研究者也采用不同的方法。 材料的力学性能 概念： 材料的力学性能是关于材料强度的一门学科，即关于材料在外加载荷（外力）作用下或载荷和环境因素（温度、介质和加载速率）联合作用下表现的变形、损伤与断裂的行为规律及其物理本质和评定方法。 力学性能指标： 材料的力学性能常用材料的力学性能指标来表示。人们常把力学参量的临界值或规定值称为力学性能指标。 弹性：弹性模量E、切变模量G、比例极限sp和弹性极限se等 强度：屈服强度ss 、抗拉强度sb 、抗弯强度sbb 和疲劳强度sr 等 塑性：延伸率d、端面收缩率f等 韧性：静力韧性W、冲击韧性sKV 、断裂韧性KIC等 硬度：布氏硬度HB、洛氏硬度HRC、维氏硬度HV等 耐磨性：线磨损量、相对磨损量