什么是应变率 LS-DYAN如何输出应变率曲线

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一、什么是应变率(Strain rate)

应变率效应不仅与加载速率有关,还与试件的尺寸、形状有关。在单轴拉伸试验中,假如试件发生均匀变形,也就是没有颈缩等局部化现象,那么应变率在试件中的分布是均匀的,此时有:

长度的变化为deltaL = r * time

工程应变为deltaL/L = r * time/L

工程应变率为strain per time = r/L

真实应变为ln(1+ engineering strain) = ln(1+ r*time/L)

真实应变率随时间的导数为d(true strain)/dt = [ln(1+r*time2/L) – ln(1+r*time1/L)]/(time2-time1)

其中,L为试件长度;r为加载速率。

当然,事实上试件中的应变率并不是均匀分布的,所以我们需要在分析中给定一个应变率的变化范围。为了估算应变率,我们可以针对有代表性的单元进行高精度的预分析,并输出应变率(set STRFLG=1 in *DATABASE_EXTENT_BINARY)。还可以使用*DATABASE_BINARY_D3THDT 和 *DATABASE_HISTORY_SHELL这两个关键字来辅助完成这一目标。(建议使用*DATABASE_EXTENT_BINARY中的N3THDT=1来使D3THDT文件的大小降为最低)

二、LS-DYNA如何输出应变率曲线

1.使用*DATABASE_EXTENT_BINARY中的STRFLG=1直接将应变信息输出到文件中。针对关键单元,我们可以以非常高的精度来输出D3THDT 或 ELOUT文件,其中选择单元是利用*DATABAE_HISTORY_…关键字来完成。将关键字 *DATABASE_EXTENT_BINARY中的N3THDT=1设为1可以最小化输出文件的大小。计算完成后,在LS-Prepost中读取D3THDT文件,并绘制应变的时程曲线。点击曲线窗口上的Oper按钮,并选择differentiate按钮,最后点击apply即可。这一过程会需要你在壳单元厚度方向上选取位置(lower, middle, upper)。

2.Fcomp > SRate可以显示出通过节点位移计算而来的应变率云图。History > Scalar则可以绘制应变率的时程曲线。此时的应变率为中面处的应变率,要获得其他位置处的应变率只能使用方法1。

以上两种方法的精度都取决于计算程序的输出精度,单位是每时间单位。

绘制局部壳单元系统(local shell element system:)应变率的方法

与上文类似,略。

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