Abaqus薄膜褶皱现象模拟实践

薄膜起皱是日常生活中常见的现象，如包装薄膜，建筑薄膜结构。那么如何用有限元方法来复现薄膜褶皱现象呢？

薄膜褶皱背后的科学问题不近相同，但是也有许多相通之处。

以下针对薄膜结构的褶皱问题，简明阐述其背后的力学原理。

薄膜结构通常有三种状态：

张紧状态、褶皱状态和松弛状态。

直观感觉上张紧状态下，薄膜两个方向受张力，而褶皱状态是一个方向受张力，令一个方向不受力或受轻微压力（薄膜只能抵抗轻微的压力），而松弛状态则是两个方向都不受力或轻微压力。

学者提出了薄膜的褶皱判据，这个判据根据薄膜中的主应力和主应变的大小来判断，根据不同的组合方式有主应力准则、主应变准则和混合准则。

薄膜褶皱力学理论主要有两种，一种是张力场理论（以上褶皱判据即基于张力场理论），另一种是稳定性理论。Abaqus仿真可以基于稳定性理论来研究薄膜褶皱问题，基本流程如下图所示：
 

Abaqus仿真结果

拉伸褶皱

剪切褶皱

扭转褶皱

本课程对薄膜褶皱分析原理流程进行详细讲解，并通过拉伸褶皱，剪切褶皱，扭转褶皱3个案例详细操作，讲解每一步设置原因及意义。希望对研究薄膜力学行为研究的同学有所帮助。

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