SolidWorks Simulation 结构仿真材料模型

SOLIDWORKSSimulation集成了几个数学材料模型来模拟复杂的工程材料。用户可以根据企业的现实意义和可用的实验数据来选择材料模型。可以集成到 SOLIDWORKS Simulation非线性模块中的材料模型被广泛定义为：

1. 弹性模型。

2. 弹塑性模型。

3. 镍钛合金模型。

4. 线性粘弹模型。

5. 蠕变模型。

   

一、弹性模型：

弹性材料模型的特点是载荷的加载、卸载、重新加载都会沿着同一应力路径进行。SOLIDWORKSSimulation包含下列弹性模型：

1）线性弹性模型。

2）非线性弹性模型。

3）超弹性模型。

①Mooney-Rivlin模型。②Ogden模型。③Blatz-Ko模型。

二、弹塑性模型：

当质点应力超出屈服点时，弹性材料模型不再有效。在这种情况下，必须使用弹塑性模型的能力来描述后屈服问题。

SOLIDWORKSSimulation包含下列弹塑性模型：

1、vonMises：vonMises塑性模型基于下列等效假设：一个质点受到一般应力，当该质点累积的变形能和一个质点在单向拉伸开始屈服时累积的变形能相等时，屈服就会发生。

2、Tresca：Tresca屈服准则假定，在一个简单拉伸试验中和一般应力状态下，当质点的最大剪切应力值达到屈服开始发生时的最大剪切应力时，屈服就会发生。

3、Drucker-Prager：模型可以用于模拟颗粒土壤材料的特性，例如砂砾石。

三、镍钛合金模型：

镍钛合金是一类独特的材料，也就是我们熟知的记忆金属，该材料的热-弹性马氏体相变是该独特性能的主因。这些属性包含记忆效果、超弹性和高衰减能力。镍钛合金可以经受 20%的大应变，而在卸载后不会表现出任何永久变形。

【镍钛合金模型的单轴性应力-应变关系】

四、线性粘弹性模型

弹性模型的一个共同特点是它们的速率具有独立性，也就是说，当移除载荷时，无论加载的速率如何，它们都将沿着在应力-应变曲线上相同的加载路径。

粘弹性材料是不同的，它们的特性取决于加载载荷的速率，使得它们的特性和应变率有关。因此，不同的加载 （卸载）速率对应不同的加载 （卸载）路径，而最终载荷大小可能是相等的，这些材料由于具有粘性效应，因此可以消耗机械能。

【线性粘弹性模型】

五、蠕变模型：

蠕变是一种与时间相关的应变，它在一个恒定的应力状态下产生，而且在工程材料中可以观察得到，例如高温下的金属、高分子聚合物以及混凝土。图 C-23所示为蠕变曲线，显示了应变和时间之间的关系。

总体而言，蠕变可以分为三个阶段。第一阶段 （减速蠕变） 开始的速率很快，然后随时间逐渐慢下来。第二阶段 （恒速蠕变）具有相对恒定的速率，而第三阶段（加速蠕变）的速率又重新增大，并结束在材料断裂时刻 tR。

请注意，在 SOLIDWORKSSimulation中使用的蠕变经典幂定律只代表第一和第二蠕变阶段。

【蠕变曲线】