接着Abaqus2023新功能(4): 材料  继续讲解Abaqus2023在单元方面的增强或新增功能。

导热流管、环形热流体管、热流体管连接器和环形热流体管连接器单元现已在 Abaqus/Standard提供。这些单元为模拟耦合“温度-孔隙压力-位移分析”增加了更大的灵活性。此功能在 Abaqus 2022 FD03 （FP.2223）版本中首次提供。

热流体管单元FP2D2T和FP3D2T，以及环形热流体管单元FP2D2AT和FP3D2AT适用于模拟流体流动和管壁的热效应。热流体管道连接器单元FPC2D2T 和FPC3D2T 以及环形热流体管道连接器单元FPC2D2AT 和 FPC3D2AT 适用于模拟两个管道之间的连接。流体管道和流体管道连接器单元现在支持流体流动的牛顿和非牛顿粘度定义。

流体流动、流体压降和流体温度在两个节点上建模，而温度在管道单元壁上建模，如图 1 和图 2 所示。

图2. 环形管道流动建模

2. 模式混合相关连接器强化行为

产品：Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit

现在，可以将连接器强化行为定义为模式混合的表格函数，扩展了可用于建模连接器行为的方法。此功能在 Abaqus 2022 FD02（FP.2214）版本中首次提供。

耦合连接器塑性模型中的塑性硬化行为可能表现出对模混合比的依赖性。在强化定义中，现在可以将连接器强化行为定义为模式混合比的表格函数（请参见定义塑性强化行为）。此增强功能仅适用于各向同性硬化。

在下面的示例中，连接器元素链接点焊模型的顶部和底部，如图1所示。连接器行为包括连接器弹性、硬化后的连接器可塑性和连接器损坏。使用不同的硬化行为执行三个单独的模拟。在基础仿真中，假设连接器硬化与模混合比无关。对于其他两个仿真，强化行为定义为模式混合相关，输入强化行为在模式混合比的两个不同值下提供，如图2所示。在所有三个仿真中，假定连接器损坏行为与模式混合无关。

对于基础仿真，屈服力-塑性运动曲线的结果反映了损坏开始前的输入硬化数据。对于其他两个仿真，屈服力-塑性运动曲线的结果基于两条输入硬化曲线进行插值。正如预期，由于两种情况下的模式混合比不同，因此强化行为也不同。

3. 为三维实体单元定义参考网格

产品：Abaqus/Explicit

在 Abaqus/Explicit中，现在可以为三维实体元素指定参考网格（初始度量）。此功能在 Abaqus 2022 FD02 （FP.2214）版本中首次提供。

定义参考网格提供了一种简单方便的方法，用于初始化碰撞应用中安全气囊、假人和其他组件中的应力，作为基于导入分析的更传统方法的替代方案。在 Abaqus/Explicit中，现在可以为三维实体元素指定参考网格（初始度量）。Abaqus/Explicit 使用变形梯度将参考网格坐标映射到初始网格坐标，以更新材料的整体形式的应力状态，假设纯弹性行为。因此，该方法主要用于应力状态不依赖于变形历史的弹性或超弹性材料。对于塑料材料，通过参考网格法计算的初始应力可能会违反屈服。在这种情况下，可能需要在 Abaqus/Explicit分析中增加几个增量，应力才能稳定并返回到屈服曲面。

下面示例说明了参考网格方法的应用，该方法使用具有弹性材料的C3D8R单元初始化压痕测试中的应力。图1的左图显示了未变形的无应力参考状态。右图显示了变形的模型，这是从之前的压痕分析中获得的。要从变形网格作为初始状态开始运行新分析，可以使用导入分析从先前分析导入应力状态。或者，可以使用参考网格方法，方法是将未变形无应力状态的坐标指定为参考模型，并使用变形网格作为初始模型。然后，Abaqus/Explicit 使用参考和初始模型定义的变形梯度，计算初始模型的正确初始应力状态，如图 2 所示。