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ANSYS 粘弹性材料汇总

2013-09-03 15:34  by:有限元  来源:广州有道有限元

ANSYS 粘弹性材料

1.1  ANSYS中表征粘弹性属性问题

粘弹性材料的应力响应包括弹性部分和粘性部分,在载荷作用下弹性部分是即时响应的,而粘性部分需要经过一段时间才能表现出来。一般的,应力函数是由积分形式给出的,在小应变理论下,各向同性的粘弹性本构方程可以写成如下形式:

      (1)

其中

Cauchy应力

=为剪切松弛核函数

=为体积松弛核函数

=为应变偏量部分(剪切变形)

=为应变体积部分(体积变形)

=当前时间

=过去时间

=为单位张量。

该式是根据松弛条件本构方程(1),通过将一点的应变分解为应变球张量(体积变形)和应变斜张量(剪切变形)两部分,推导而得的。这里不再敖述,可参考相关文献等。

ANSYS中描述粘弹性积分核函数参数表示方式主要有两种,一种是广义Maxwell单元(VISCO88  VISCO89)所采用的Maxwell形式,一种是结构单元所采用的Prony级数形式。实际上,这两种表示方式是一致的,只是具体数学表达式有一点点不同。1.2 Prony级数形式

Prony级数表示粘弹性属性的基本形式为: 

 (2)

(3)

1.3 Shift Function:

 Shift function (转换函数
有三项可以选择: 

(a)  William-Landel, ferry: 时温等效方程, 适用于聚合体

Tref: 即理论中的C1-Relative temperature: 相对温度(对应《粘弹性理论》中的时温等效方程(WFL方程)应该是玻璃化转变温度) 

C1,C2: WFL方程的常量,与材料有关; 
b Tool-Narayanaswamy 方程 
     Tref: 理论中的C1-Relative temperature: 相对温度(应该是玻璃化转变温度) 
      C1: 就是TN常量; 

(c)  用户定义 

Tref: 理论中的C1-Relative temperature: 相对温度(应该是玻璃化转变温度) 
C1: 方程的常量; 

在使用PRONY模拟时,SHIFT FUNCTION不是一定要输入的,如果松弛模量E(t)与温度不相关,可以不用输入shift function.

参数输入情况分别如下图所示: