板材拉伸试验模拟教程：RADIOSS理论基础与工程应用

在本节将使用HyperMesh来建立一个板材拉伸试验模拟的RADIOSS Block模型，在提交求解后，使用HyperView查看结果。在按本实例完成标准过程之后，改变Engine文件的时间步长控制卡片，重新计算以对比观察时间步长控制卡片对模型求解的影响。

本实例的分析对象是标准的板材拉伸试验试样（见图14-4）。考虑到模型的对称性，这里采用了1/4对称模型（见图14-5）来进行建模分析。

图14-4 标准板材拉伸试样

模型描述如下。

（1）单位制：基本单位长度为mm，时间为ms，质量为kg，对应的导出单位力为kN，应力为GPa。

图14-5 1/4对称模型

（2）模拟时间为10ms。

（3）边界条件：右上角3个节点约束Tx、Ry、Rz，右下角节点约束Tx、Ty、Rx、Ry、Rz，最下一排节点施加对称约束Ty、Rx、Rz。

（4）模型左侧施加恒定的X向速度1mm/ms。

（5）试样的材料为Al 6063 T7，使用如下Law2描述应力应变关系，参数如下：

ρ=2.7e^-6kg/mm³ [Rho_I]密度

E=60.4 GPa [E]弹性模量

υ=0.33 [nu]泊松比

σ0=0.09026 GPa [a]屈服应力

K=0.22313 GPa [b]硬化参数

N=0.374618 [n]硬化指数

σ_max=0.175 GPa [SIG_max]最大应力

ε_max=0.75 [EPS_max]失效塑性应变

加载RADIOSS Block模板

（1）启动HyperMesh。

（2）在菜单Preferences里选择User Profiles或单击按钮。

（3）选择RADIOSS（Block100）并单击OK按钮。

导入网格模型文件

（1）单击Open Model或按钮

（2）选择文件tensile_test.hm，单击Open按钮，模型加载到图形区。

定义试样的材料

（1）使用下面方法的一种，进入材料定义面板：

1）在Model Browser里单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Create→Material。

2）在Material下拉菜单里单击create。

3）在工具栏中单击按钮。

（2）在Name文本框中输入MAT_1。

（3）Type选择ELASTO-PLASTIC。

（4）CARD image选择M2_PLAS_JOHNS_ZERIL。

（5）单击Card edit material upon creation以激活该选项。

（6）单击Create以创建材料并编辑材料卡片。

（7）按图14-6所示编辑材料卡片。

图14-6 材料卡片

单击return返回。

定义试样的属性

（1）使用下面方法的一种，进入属性定义面板：

1）在Model Browser里单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择Create→Property。

2）在Property下拉菜单里单击Create。

3）在工具栏中单击按钮

（2）在Name文本框中输入sheet_1.7。

（3）Type选择SURFACE。

（4）CARD image选择P1_SHELL。

（5）单击Create以创建材料并编辑材料卡片。

（6）按图14-7编辑性卡片。

图14-7 属性卡片

单击Return按钮返回。

更新试样的材料与属性

（1）在Model Browser里选择Tensile specimen部件，单击鼠标右键。

（2）单击图标，并选择Assign面板。(www.xing528.com)

（3）在Property里选择sheet_1.7。

（4）在Material里选择MAT_1。

（5）单击Apply。

创建边界条件

（1）在Utility浏览器里打开BC’s Manager，或者从下拉菜单里选择Tools→BCs Manager。

（2）在Name文本框中输入constraint1，设置Select type为Boundary Condition，并设置GRNOD为Nodes，如图14-8所示。

（3）单击Nodes弹出节点选择界面，选择如图14-9所示右上角的3个节点，并单击proceed。

图14-8 创建constraint1

图14-9 选择3个节点

（4）选中Tx、Ry和Rz复选框，如图14-10所示。

（5）单击create，完成创建约束constraint1。

（6）重复上述步骤，对如图14-11所示的节点，约束Tx、Ty、Rx、Ry和Rz，创建约束条件constraint2。

图14-10 约束自由度

图14-11 选择右下角节点

（7）重复上述步骤，对如图14-12所示的节点，约束Ty、Rx和Rz，创建约束条件constraint3。

图14-12 选择最下排节点

施加强制拉伸速度

（1）在Utility浏览器里打开BC’s Manager，或者从下拉菜单里选择Tools→BCs Manager。

（2）在Name文本框中输入velocity，设置Select type为imposed velocity，并设置 GRNOD为Nodes。

（3）单击Nodes，在弹出的节点选择面板里选择如14-13所示的左侧节点。

图14-13 选择左侧节点

（4）选择方向为X，并设置Y sacle为-1.0。

（5）单击Create/Seleect curve ID按钮，弹出编辑器XY curve editor。

（6）创建一条新的curve，设置Name为Load，其值如14-14所示。

（7）关闭XY curve editor，创建的Curve被引用。

（8）单击速度条件创建面板最下部的Create按钮，完成强制速度的施加。

定义输出

图14-14 速度曲线

（1）在Utility菜单中单击Engine File。

（2）在弹出的RADIOSS Engine File Tool窗口中选择GENERAl选项卡，设置如图14-15所示的值后，单击Apply。

图14-15 GENERAL选项卡

选择ANIM选项卡，设置如图14-16所示的值后，单击Apply，单击Close。

导出模型并提交求解

（1）在File下拉菜单里单击Export或者单击按钮（对于HyperWorks Desktop是按钮，单击按钮（对于HyperWorks Desktop是按钮）选择模型求解的本地路径，如图14-17所示。

图14-16 ANIM选项卡

图14-17 导出模型

（2）输入模型名称TENSIL，并单击Save。单击下拉按钮显示出Export options，确认没有选中Merge starter and engine file后，单击Export→Close。

（3）打开RADIOSS Manager，在Input file（s）栏选择刚刚导出的模型，在Options文本框中输入-both，单击Run来提交求解，如14-18所示。

图14-18 提交求解

查看结果

（1）打开_0000.out文件，查看模型是否有error，如果没有则表示模型正常求解完成。

（2）打开HyperView查看位移云图和塑性应变云图，如图14-19所示。

图14-19 结果云图