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看DS如何推导工程应力与真实应力关系及插件

2天前浏览10

在材料力学中,工程应力-应变真实应力-应变是描述材料变形行为的两种常用方式。它们的区别在于是否考虑变形过程中截面积和长度的变化。以下是它们的定义及关系推导:


1. 工程应力与工程应变

(1)工程应力(σeng

工程应力定义为载荷(F)与原始截面积(A0)的比值:

(2)工程应变(εeng)

工程应变定义为长度变化(ΔL=LL0与原始长度(    L0的比值:


2. 真实应力与真实应变

(1)真实应力(σtrue

真实应力考虑了变形过程中截面积的变化,定义为载荷(F)与当前截面积(A)的比值:


(2)真实应变(εtrue

真实应变考虑了长度的瞬时变化,定义为长度变化的积分:

3. 工程应力-应变与真实应力-应变的关系

(1)真实应力与工程应力的关系

假设材料在变形过程中体积不变(即 A0L0=AL,则有:

将 A 代入真实应力的定义:

(2)真实应变与工程应变的关系

根据真实应变的定义:

4. 总结

真实应力与工程应力的关系


真实应变与工程应变的关系

5. 注意事项

  • 小变形情况:当应变很小时(εeng≪1),真实应力与工程应力、真实应变与工程应变的差异可以忽略。

  • 大变形情况:当应变较大时,必须使用真实应力和真实应变来描述材料的变形行为。

  • 体积不变假设:上述推导基于体积不变假设(即材料不可压缩),对于可压缩材料需要修正。

6. 应用示例

假设某材料的工程应力-应变数据如下:

  • 工程应力:σeng=300MPa

  • 工程应变:εeng=0.1

    计算真实应力和真实应变:

  • 真实应力:σtrue=300⋅(1+0.1)=330MPa

  • 真实应变:·εtrue=ln(1+0.1)≈0.0953


通过以上推导和示例,可以清楚地理解工程应力-应变与真实应力-应变之间的关系,并在实际分析中正确应用。


附插件代码:

以下是一个用于Abaqus的Python插件代码,用于将工程应力-应变数据转换为真实应力-应变数据。该插件提供了一个用户界面,允许用户输入工程应力-应变数据,并自动计算并输出真实应力-应变数据。


插件功能

  1. 输入工程应力-应变数据。

  2. 计算真实应力和真实应变。

  3. 输出真实应力-应变数据,并显示在Abaqus界面中。


插件代码

 abaqusGui  
 kernelAccess  mdb session
 math  log


 AFXForm
     self owner
        AFXForm__init__self owner
        selfowner  owner

        
        selfeng_stress_input  AFXTextFieldpself ncols labelText
        selfeng_strain_input  AFXTextFieldpself ncols labelText

        
        selfconvert_button  AFXButtonpself text tgtself selselfconvert_data

    
     self
        
        eng_stress   selfeng_stress_inputgetTextsplit
        eng_strain   selfeng_strain_inputgetTextsplit

        
         eng_stress  eng_strain
            AFXDialogselfwriteToMessageArea
            

        
        true_stress  
        true_strain  
         i  eng_stress
            true_stressappendeng_stressi    eng_straini
            true_strainappendlog  eng_straini

        
        result_message    joinx.2f  x  true_stress  
        result_message    joinx.4f  x  true_strain
        AFXDialogselfwriteToMessageArearesult_message


toolset  getAFXAppgetAFXMainWindowgetPluginToolset
toolsetregisterGuiMenuButton
    buttonText
    StressStrainConvertertoolset
    kernelInitString
    author
    version
    description

插件使用步骤

  1. 将上述代码保存为stressStrainPlugin.py文件。

  2. 将文件放置在Abaqus的插件目录中(如abaqus_plugins)。

  3. 启动Abaqus/CAE,在菜单栏中会看到应力应变转换器按钮。

  4. 输入工程应力-应变数据(逗号分隔),点击“转换为真实应力应变”按钮,插件将自动计算并输出真实应力-应变数据。


示例

输入:

  • 工程应力:200, 300, 400

  • 工程应变:0.1, 0.2, 0.3

输出:

  • 真实应力:220.00, 360.00, 520.00

  • 真实应变:0.0953, 0.1823, 0.2624


注意事项

  1. 输入数据应为逗号分隔的数值。

  2. 工程应力和工程应变的数据长度必须一致。

  3. 插件假设材料在变形过程中体积不变(即不可压缩)。


通过这个插件,用户可以方便地将工程应力-应变数据转换为真实应力-应变数据,并在Abaqus中进一步使用。

图片

【免责声明】本文来自DS,版权归原作者所有,仅用于学习等,对文中观点判断均保持中立,若您认为文中来源标注与事实不符,若有涉及版权等请告知,将及时修订删除,谢谢大家的关注!  

来源:CAE之家
AbaqusUGpython材料
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-02-19
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