ANSYS7.0中的超彈材料模擬能力得到了很大的加強(qiáng)，在ANSYS6.1的超彈材料模型的基礎(chǔ)上又增加了Gent, Yeoh, Blatz-Ko, and Ogden (Foam)四種超彈性材料模型，使得其超彈模擬能力得到了進(jìn)一步擴(kuò)展。 _T^ip.o
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ANSYS7.0中對(duì)超彈能力最吸引人的增強(qiáng)還不在于此，而是在于其曲線擬合能力的大幅度擴(kuò)展，不再像ANSYS6.1以前的版本一樣曲線擬合僅僅局限于Mooney-Rivlin模型，而是將其擴(kuò)展到所有的超彈模型，這樣，用戶可以利用實(shí)驗(yàn)得到的應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)直接讓程序自己擬合出任意一種超彈材料模型的參數(shù)，大大方便了用戶的使用。以下就ANSYS7.0的超彈擬合功能做一簡(jiǎn)單介紹。 <' Q H e4
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在ANSYS6.1中，*mooney命令或?qū)?yīng)的GUI菜單可以根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合Mooney-Rivlin超彈材料參數(shù)，但只局限于這一種模型，而且其使用也受到了限制，其數(shù)據(jù)只能用于hyperXX單元，若要用于18x單元還需要將擬合出的參數(shù)直接輸入tb hyper對(duì)應(yīng)的超彈模型中，由于其使用的不方便性，Ansys7.0的超彈模型中剔除了Ansys6.1版本中的*mooney命令對(duì)應(yīng)的曲線擬合菜單而增加了新的可適用于多個(gè)超彈模型的擬合功能，但*mooney命令仍然存在，也就是說(shuō)如果您需要使用經(jīng)典的擬合方法，可以定義相應(yīng)的數(shù)組參數(shù)，然后用命令流的方式進(jìn)行擬合。 r?d601(fa
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其實(shí)，在Ansys7.0中不再推薦使用*mooney命令來(lái)進(jìn)行擬合，而建議采用新的擬合技術(shù),可以進(jìn)行多個(gè)超彈模型的擬合，而且可以直接用于18x單元。其擬合菜單的路徑為： Material->Nonlinear->Elastic->Hyperelastic->Curve Fitting $@q)IK%FDL
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然后按照wizard的提示一步步輸入單軸、雙軸、剪切、體積試驗(yàn)數(shù)據(jù)文本文件名稱(chēng)，如果沒(méi)有任何一種試驗(yàn)數(shù)據(jù)，只需將該名稱(chēng)處空置即可，最后選擇需要擬合數(shù)據(jù)的超彈模型，程序就會(huì)自動(dòng)計(jì)算出相應(yīng)的參數(shù)，并立刻在圖形窗口顯示擬合曲線與試驗(yàn)曲線的比較圖，如果不理想，可以點(diǎn)擊prev回到前面的步驟重新選取模型，如果擬合結(jié)果滿意，則點(diǎn)擊update，擬合出來(lái)的材料參數(shù)就會(huì)被輸入激活的材料號(hào)中，使用起來(lái)非常方便。 5nzk Zw
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試驗(yàn)數(shù)據(jù)的文件格式需要進(jìn)行說(shuō)明： Y+ P\5G
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單軸、等雙軸、剪切數(shù)據(jù)為應(yīng)變－應(yīng)力數(shù)據(jù)，依次輸入應(yīng)變、應(yīng)力值，第一列為應(yīng)變，第二列為應(yīng)力，每一行兩個(gè)數(shù)之間用空格隔開(kāi)（空格數(shù)目不限），代表一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)。數(shù)據(jù)符號(hào)：拉為正，壓為負(fù)。 N. 3
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體積試驗(yàn)數(shù)據(jù)有所不同，每一行兩個(gè)數(shù)據(jù)同樣用空格隔開(kāi)，第二個(gè)數(shù)為靜水壓力，但第一個(gè)數(shù)不是體積應(yīng)變e，而是相對(duì)體積，即1+e，例如體積應(yīng)變?yōu)?0.01，則應(yīng)該在第一列輸入0.99。而且程序假定體積試驗(yàn)為線性關(guān)系，擬合時(shí)也只擬合出一條直線，所以通常輸入兩個(gè)值即可。數(shù)據(jù)符號(hào)：使體積減小的靜水壓力為正，這需要注意，如下例： D
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0 0 ~^=QBwDW8N
0.99 20 J=W"FEXTL7
LOi5 ^Um|
在選用mooney模型的情況下，單軸、等雙軸、剪切試驗(yàn)數(shù)據(jù)用來(lái)計(jì)算參數(shù)c1-c9，而體積數(shù)據(jù)用來(lái)計(jì)算最后一個(gè)數(shù)據(jù)d（不可壓縮性因子，與泊松比有關(guān)），如果不給出體積試驗(yàn)曲線，則d=0，這種情況下可能需要手工修改d值，如果知道泊松比u，則可用如下公式計(jì)算： d=(1-2u)/(c1+c2) YS k,kU
d}%GHvOi
此式是建立在幾乎不可壓縮（u接近于或等于0.5）的前提下的。因?yàn)闇?zhǔn)確的公式應(yīng)該如下： IZeWs wz
剪切模量G=2(c1+c2) 體積模量k=E/(3(1-2u)) G=E/(2(1+u)) k=2/d y!fV+S,
于是 d=2/k=6(1-2u)/(4(1+u)(c1+c2)) qR!SwG44+
dkJ+*L5
可以看到，如果u約等于0.5，則上式可以簡(jiǎn)化為前面的式子。 -uN5 DJSW
I(ds]E
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mooney還有其他一些推導(dǎo)基于幾乎不可壓縮，所以對(duì)mooney模型而言，輸入?yún)?shù)時(shí)一定要注意其泊松比應(yīng)該接近0.5，一般大于0.49。
