国产自主结构CAE软件iSolver案例分享 | 国标规定拉伸试样的非线性瞬态分析

1.引言

iSolver为一个完全自主的面向工程应用的通用结构有限元软件，对标Nastran、Ansys、Abaqus设计和实现，具备结构有限元常用分析类型和单元、材料、载荷等基础算法组件，精度和Abaqus一致。本文以两种国标规定拉伸试样的非线性瞬态分析为例，演示iSolver的分析流程，并将iSolver和Abaqus计算结果进行对比。

2.模型背景

此案例为国标规定拉伸试样的非线性瞬态分析。对于不同材料，如果想测定其应力应变曲线，需要对其根据GB6397进行制样，用于之后的拉伸试验，之后根据测得的数据，经过处理再绘制材料的应力应变曲线。

GB6397规定了七种不同形式的拉伸试样，为了测试iSolver在非线性方面的处理精度，选取了棒材试样和板材试样两种常用试样，分析其在塑性变形的情况下，软件应力、应变、塑性应变等关键参数与主流有限元软件的吻合度。

该结构选用的单位制为SI(mm)制，结构材料为Q235B，其弹性模量为210e3MPa，泊松比为0.33，密度为7.85e-9tonne/mm3。采用全实体四面体网格进行划分。

3.建模

棒材试样和板材试样的有限元模型如下：

材料属性如下：

     

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棒材试样约束一侧节点的所有自由度并且让另一侧沿着轴向拉伸50mm，工况设置如下：

板材试样约束一侧节点的所有自由度并且让另一侧沿着轴向拉伸30mm，工况设置如下：

分析步为静态，通用，并且将时长设置为5s，打开几何非线性，并且将时间步增量最大设置为0.1s，设置如下：

 

 

4.结果对比

棒材试样位移对比结果如下，分别为1s、2s、3s、4s、5s时的位移结果：

棒材试样应力对比结果如下，分别为1s、2s、3s、4s、5s时的应力结果：

棒材试样应变对比结果如下，分别为1s、2s、3s、4s、5s时的应变结果：

棒材试样塑性应变对比结果如下，分别为1s、2s、3s、4s、5s时的塑性应变结果：

板材试样位移对比结果如下，分别为1s、2s、3s、4s、5s时的位移结果：

板材试样应力对比结果如下，分别为1s、2s、3s、4s、5s时的应力结果：

板材试样应变对比结果如下，分别为1s、2s、3s、4s、5s时的应变结果：

板材试样塑性应变对比结果如下，分别为1s、2s、3s、4s、5s时的塑性应变结果：

5.结果对比总表如下

由以上结果云图分析可知，iSolver和abaqus两个求解器对同一模型分析的结果同一性较好，棒材试样位移、应力、应变、塑性应变结果对应完全一致，板材试样位移、应力、应变、塑性应变对应较一致，最大相差为0.0014%，出现在5s时的应力结果。

6. iSolver免费下载

iSolver为免费软件，且无license限制，最新版和用户手册下载地址：
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