abaqus内置应变计算规则 剪切应变等效应变公式说明

Abaqus网格隐藏与应变计算：深度解析与实战指南

引言

一、Abaqus网格隐藏技巧

实战应用场景：在有限元分析中，隐藏不必要的网格提高视图清晰度，便于观察关键区域。

操作步骤：

• 隐藏特定区域的网格：
• 点击顶部菜单“工具”>“显示组”>“创建”。
• 在弹窗中选择“从视口中拾取”，框选你想隐藏的单元。
• 点击“删除Remove”或“替换”，只保留可见部分。
• 命名保存显示组。

• 隐藏所有网格线只留云图：
• 在后处理界面点击"Options">"Common"。
• 在弹窗右侧选择"No edges"或"Feature edges"。
• 点击OK就能去掉内部网格线，只显示模型结构线。

进阶技巧：

• 使用快捷键快速切换显示组，方便在不同视图间切换。
• 调整显示组名称，有助于快速识别和切换。

深度报错排查：

• 显示组创建失败：检查是否正确框选了单元，或尝试重新创建。
• 网格线隐藏失败：确保选择了正确的选项，并尝试重启软件。

避坑指南：

• 注意框选时Abaqus与CAD不同，框选某图形一部分会全选中该图形。
• 使用显示组时，注意保存和恢复，以免丢失数据。

二、Abaqus剪切应变计算公式

核心关系：工程剪应变 γij = 2εij（小变形下）

核心定义与计算逻辑：

• 小变形（几何线性）：默认输出总应变 E，剪应变分量 E12/E13/E23 为工程剪应变。
• 大变形（几何非线性）：默认输出对数应变 LE，剪应变分量 LE12/LE13/LE23 基于极分解 F = R U 从右伸长张量 U 导出。

关键场景下的数值差异：

• 后处理云图/查询：
• 线性分析：E12 = 工程剪应变 γ。
• 非线性分析：LE12 = 对数剪应变分量（非直接工程 γ，但在纯剪切小旋转下近似相等）。

UMAT 子程序：传入的 DSTRAN 中剪应变分量为工程剪应变增量（即 Δγ），本构计算时需除以 2 转换为张量形式或使用对应剪切模量 G 直接关联应力增量 Δτ = G ⋅ Δγ。

VUMAT 子程序：传入的应变增量为真实（张量）剪应变增量，需注意与 UMAT 的 2 倍系数区别，否则会导致剪切模量误用。

常用输出变量对照：

• E12, E13, E23：总工程剪应变（小变形默认）。
• LE12, LE13, LE23：对数（真）剪应变分量（大变形默认）。
• PE12, PE13, PE23：塑性工程剪应变分量。

注意：Abaqus应力输出 S12 等始终为真实应力分量，胡克定律在小变形下满足 τij = G ⋅ γij（ γ_ij 取工程值）。

三、Abaqus等效应变计算公式

核心计算：等效塑性应变（PEEQ）基于 von Mises 准则的累积塑性应变增量。

核心公式与定义：

• 单调加载（比例加载）：PEEQ = (εp + εp + εp + 2(εp + εp + εp))，对应输出变量关系：PEEQ = PEMAG。
• 一般加载路径（含卸载/反向加载）：PEEQ 是累积量，需对等效塑性应变增量积分。

关键区别与注意事项：

• PEEQ vs PEMAG：PEEQ 为历史累积值（非负）；PEMAG 为当前时刻塑性应变张量的模。
• 总等效应变：Abaqus 默认不直接输出包含弹性部分的“总等效应变”。
• 大变形修正：上述分量公式仅在小应变或特定条件下严格成立。

操作：

• 后处理直接提取场输出变量 PEEQ 即可获取准确的等效塑性应变。
• 若需验证或二次开发，请依据增量形式 dε_p 累加，切勿在非比例加载工况下直接使用静态分量公式。