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使用Abaqus2021完成本次仿真。
一、几何模型建立
通过查阅资料，依据GB/T 228.1-2010得到圆形棒材尺寸如图所示。为了建模方便，选择d0=10mm的棒材进行建模。在Abaqus中完成旋转模型建立，相关模型如图所示。
二、材料模型的建立
由于需要模拟仿真拉伸试验造成的材料塑性变形以及破坏，所以需要设置材料的密度、弹性模量、塑性变形参数以及延展性损伤参数（Ductile Damage），材料参数设置界面如图3所示。
图3 材料参数设置界面
材料基本参数设置见表1（单位在Abaqus软件内统一，不再单独列出）。
通过查阅相关资料，可以得到低碳钢的工程应力-工程应变曲线如图4所示。
相应的完成参数设置，具体应力应变参数设置见表2。
将断裂破坏设置为应变为0.25mm/mm处，通过查阅相关资料，设置延展性损伤参数见表3。
三、参考点（RP）的建立
Abaqus在添加边界条件时需要建立相应的参考点，参考点与需要加载边界条件的几何结构进行耦合，从而将边界条件施加于参考点上完成边界条件的设置。由于拉伸试验时棒材一端固定，另一端进行缓慢拉伸移动，因此在移动端建立参考点，完成位移边界条件的加载。
通过Tools->Reference Point操作进行添加，选择相应的上端面完成参考点添加，具体操作及结果如图4所示。参考点建立完成后，完成参考点与上端相应几何体的耦合。
四、分析步的设置
由于需要对拉伸破坏进行分析，因此该过程为一个显式动力学分析过程。新建分析步操作如图5所示，选择Dynamic，Explicit，完成分析类型选择。
五、边界条件设置
此步完成边界条件设置。
1.完成初始状态边界条件设置。初始状态式样下端固定在拉伸试验机上，上端除了竖直方向可以移动，其余方向自由度均被限制。下端面固定约束设置如图6所示，选择模型的下端面，完成固定约束设置。
图6 下端面固定约束设置
上端面初始状态约束设置如图7所示，选择之前建立的参考点，释放竖直方向自由度U2，完成初始状态约束设置。
图7 上端面初始状态约束设置
2.加载后约束设置
整个模拟过程中上端移动，为了保证试样能够被拉断，设置移动长度为20mm，移动过程中，位移与时间成线性关系，缓慢移动，相关操作如图8所示。
图8 最终状态边界条件设置
至此完成边界条件设置，设置完成如图9所示。
图9 边界条件设置完成图
六、网格划分
完成网格，由于进行显示动力学分析，为了减少计算时间，网格不宜过小，网格尺寸设置为1mm，采用六面体网格；同时选择显式动力学一阶网格，相关操作如图10所示。
最终得到网格划分结果如图11所示。
七、计算设置
选择Job进行计算分析设置界面，选择submit进行计算，计算过程中可以通过monitor进行计算流程监视，相应操作如图12所示。
图12 计算分析操作
八、结果分析
得到不同时刻应力云图如图13所示。
可以看出，材料在拉伸过程中出现了明显的颈缩，最后被拉断破坏。可以得到作用力-位移曲线如图14所示，由于仿真存在一定的误差，曲线存在一些尖峰。可以看出作用力的增长曲线与应力应变曲线基本一致，将作用力除以截面积便可得到工程应力应变曲线，如果考虑材料颈缩，除以真实截面面积，便可以得到真实应力应变曲线。
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