Abaqus线性粘弹性分析:Prony系数应用

本系列前几篇介绍线性粘弹本构相关理论,略显枯燥 !今天就以一个简单案例在abaqus中的实现及与理论分析对比。

本案例示意图如下,平板下端固定,上端给一个强制位移,产生应变,共经历四个阶段:step-1:0~5s施加应变0.01,Step-2:5-55S维持此应变,此阶段 经历应力松弛,Step-3:55-60S,释放强制位移,step-4:60-110S ,位移维持0不变,持续经历应力释放。

采用两项Prony系数的线弹性粘弹模型,分析步需考虑时间效应,因此采用Implicit Dynamic 分析步。


案例所采用的材料参数如下图所示:粘弹性需要Prony级数参数g、k和τ来表征应力释放的行为。

然后使用这些计算剪切模量和体积模量参数(Keenan)计算解析解:


密度
2.7e-9
t/mm3
杨氏模量 (Instantaneous)1000
MPa
泊松比
0.33



结果分析:由于K(t)随时间变化,如


应力Stress=K(t)*strain,因此得到如图所示的应力和应变曲线 ,将应力作为应变的函数,可以得到迟滞回线,如图示,仿真结果与理论解符合,验证了仿真的正确性。





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