首页 理论教育蠕变材料模型概述-基于ABAQUS的有限元子程序开发及应用

蠕变材料模型概述-基于ABAQUS的有限元子程序开发及应用

【摘要】:蠕变是固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。由于蠕变,材料在某瞬时的应力状态一般不仅与该瞬时的变形有关,而且与该瞬时以前的变形过程有关[24]。虽然Abaqus/Standard提供了丰富的蠕变本构模型,但Abaqus/Explicit还没有关于蠕变的本构模型。然而,对于一些特定的问题,采用Abaqus/Standard很难求解收敛,此时不得不借助Abaqus/Explicit进行求解,如果其中涉及的材料具有较为明显的蠕变特性,则需要借助VUMAT在Abaqus/Explicit中实现蠕变本构模型[26]。

蠕变是固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。它与塑性变形不同,塑性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限施加力的情况下也能出现。许多材料(如金属、塑料、岩石和冰)在一定条件下都表现出蠕变的性质。由于蠕变,材料在某瞬时的应力状态一般不仅与该瞬时的变形有关,而且与该瞬时以前的变形过程有关[24]。许多工程问题都涉及蠕变,因此对蠕变的研究至关重要[25]

虽然Abaqus/Standard提供了丰富的蠕变本构模型,但Abaqus/Explicit还没有关于蠕变的本构模型。然而,对于一些特定的问题(如含有大量部件和复杂接触关系的模型),采用Abaqus/Standard很难求解收敛,此时不得不借助Abaqus/Explicit进行求解,如果其中涉及的材料具有较为明显的蠕变特性,则需要借助VUMAT在Abaqus/Explicit中实现蠕变本构模型[26]。“时间硬化”形式是Abaqus/Standard中蠕变本构幂律模型的一种基本形式,其计算公式为

t——蠕变时间;

A,n,m——材料参数,它们可以是温度的函数。(www.chuimin.cn)