基于本征应变的增材制造过程模拟
产品：Abaqus软件
参考资料：
l静应力分析
l前进保险元激活
l刀网相交模块
l增材制造的特殊目的技术
l表集合、参数表和属性表
l活动系列
l基于模式的特征应变分析
概述
Abaqus软件为基于特征应变的增材制造工艺模拟提供了一个通用框架。本节概述了可用于(但不限于)基于特征应变的增材制造工艺模拟的特殊技术。这些技术可以应用于其他工艺，如焊接。
增材制造工艺的特征应变分析：
l是一种计算效率高的方法，用于预测在增材制造过程中引入的部分级变形和残余应力;
l由单一应力分析组成，具有预定义的特征应变集，这些特征应变在激活时应用于每个单元，并表示由过程引起的非弹性变形;
l通过消除指定详细处理条件的需要，简化了问题的定义;
l通常是一个更近似的解决方案，与热应力分析相比，建模和仿真时间更短;并且
l随后可进行支架拆除分析和/或机械性能测试等。
关于本征应变
机械零件中的残余应力是指在没有外加载荷的情况下存在的应力。几乎所有的制造工艺，包括增材制造，都会将残余应力引入机械部件。残余应力有时被有意地引入以改善使用中的响应，例如在桥梁建设中使用的预应力混凝土板中。然而，制造商通常会尽量减少残余应力，因为它们会在制造过程中导致断裂，导致不必要的扭曲，并显著影响疲劳行为。三种主要的制造效应导致残余应力:
l机械的(例如，非弹性变形);
l热(例如，不均匀的热膨胀或在工艺区熔化和固化过程中产生的不相容的热应变);以及
l材料微观结构的变化(例如，相变)。本征应变(也称为固有应变、假定应变或“无应力”应变)是一个工程概念，用于解释导致制造部件中残余应力和变形的所有非弹性变形源。热应变是特征应变的一个子集。
在线弹性变形中，由特征应变引起的应力可以表示为
s ee e = :( - )= : , D D * el el el
在哪里
A为柯西应力;
D'是弹性矩阵;
E为总应变;
*为本征应变;以及就是弹性应变。
使用本构方程(如上图所示)特征应变可用于计算来自机械、热和微结构源的残余应力
三维本征应变表示为具有六个分量的标准应变张量:
本征应变张量的分量是许多因素的函数，包括材料性能、制造工艺和热历史。对于给定的过程，可以使用各种方法来确定适当的本征应变：
l制造零件的破坏性和非破坏性试验。
l数值模拟。
l针对简单场景的分析公式。
一旦一个适当的本征应变场已被确定，它可以被施加在一个本征应变分析，以预测在添加剂制造的部分的扭曲和残余应力。
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