前进保险元激活与特征应变的应用
在添加剂制造过程中的材料沉积是在ABAQUS软件中通过渐进元素活化(参见渐进元素激活)来模拟的。元素在完全或部分完全状态下激活。在分析期间的每个增量中，您可以使用用户子例程UEPACTIVATIONVOL来控制元素激活和添加到每个元素的材料体积分数，并定义与新材料关联的特征应变张量(参见应用特征应变)。Abaqus软件自动将本征应变应用于单元，在单元中引入残余应力。
通过使用用户子程序UEPACTIVATIONVOL，您可以完全控制单元激活顺序和要应用的特征应变值。您可以访问工具路径-网格交叉口实用程序，这些工具专门为常见的加法制造过程定义和应用特征应变(请参阅工具路径-网格交叉模块)。两种类型的特征应变分析支持这种功能:基于轨迹和基于式。
Abaqus软件还为常见的基于轨迹和基于模式的本征应变分析提供了简化的解决方案，无需编写用户子程序。这些技术在增材制造专用技术中进行了描述。
基于轨迹的特征应变分析
基于轨迹的特征应变分析激活元素，并根据新材料熔合或粘结到底层的指定轨迹应用特征应变。例如，粉未床熔融过程的轨迹与热源扫描路径相同，定向能量沉积和材料挤压过程的轨迹是喷嘴路径。轨迹使用事件序列(以时间、空间坐标和用户定义的事件数据的形式;更多详细信息请参见事件序列)定义，并由刀具轨迹-网格相交模块直接处理。在用户子程序UEPACTIVATIONVOL中，您可以调用相关的刀具路径-网格相交实用程序，以获得关于材料体积分数变化的信息以及在每个增量中分配给每个单元的本征应变值。可选地，您可以更新材料方向以使其与轨迹对齐。该分析是类似的热机械模拟中的应力分析，除了它是由本征应变载荷，而不是温度的热分析结果驱动。
基于模式的本征应变分析
基于图案的本征应变分析逐层激活元素，并根据每层的指定面内本征应变图案应用本征应变。本征应变图案是由一个或多个补丁的“面组”划分的区域。每个贴片都是一个区域，其中包含特征应变的特定值或由干该区域的特定轨迹而产生的本征应变的旋转角。例如，粉未床熔融过程的特征应变模式与热源的面内扫描模式有关，定向能量沉积过程和材料挤压过程的特征应变模式与喷嘴的面内移动模式有关。基于模式的特征应变分析不需要您定义轨迹。分析认为逐层的建筑序列，忽略了材料沉积或层内扫描的详细序列。使用表集合(请参见表集合、参数表和属性表)定义特征应变模式的参数和属性，并使用用户子例程UEPACTIVATIONvolume访问它们在用户子程序中，您可以逐层激活单元，调用工具路径-网格交集实用程序来识别最后激活层中的单元属于哪个本征应变片，并将本征应变应用到单元您还可以更新材料方向，例如将其与补片特征应变的旋转角度对齐。
基于特征应变的模拟中的部分单元激活在Abaqus软件中基于特征应变的模拟支持全部和部分元素激活。在部分元素激活的情况下，添加的材料的体积分数可以是任意的，但是，在实践中的值应大干一个小的阈值，以避免数值奇异性问题。当添加的材料的体积分数被限制在1.0时，完全活化是部分活化的一种特殊情况。
对于部分激活，当新材料以增量形式加入时，新旧材料都对材料的应力响应有贡献。在一般情况下，两种材料可能处于不同的状态，因此，状态变量的均匀化值用于计算应力。ABAQUS软件采用混合规则对变量进行均匀化，其中变量是用体积加权平均值计算的。例如，对于线弹性材料模型，响应计算如下:
where
V f
is the volume fraction of the material in the element; and
e
el is the homogenized elastic strain.
In general, the new material is added with the eigenstrain prescribed. In this case the homogenized elastic strain
is computed from the relation
e = e+ e - e, D D D * el V
where
Vt
f
is the volume fraction of the material in the element in the previous increment;
DV f
is the volume fraction of the material added to the element (D= - V VV f f t
f
);
De is the total strain increment;
De* is the eigenstrain in the material added; and
et
el is the elastic strain at the end of the previous increment.
只有在没有规定特征应变的情况下，致应力的突然增加，当时间增量为添加新材料的构型才是无应力的。如果指定了本征应变，它会导停这种行为可能会导致收敛困难，特别是当考虑到几何非线性和非线性材料型，如弹塑性模型，使用。在这种情况下，Abaqus软件提供了在指定的时间间隔内线性增加特征应变的选项见前进保险元件激活)。但是，在选择渐变时间值时必须谨慎;它应该相对于分析较小，以便结果不会受到很大影响。
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