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摘要本论文首先通过进行单向拉伸试验获得含能材料在双轴向拉伸中所需要的基本参数，并进行双轴向拉伸试验和应用有限元分析软件ANSYS进行有限元数值仿真，从而将含能材料在试验中得到的结果与有限元软件数值仿真得到的结果作对比分析。有限元仿真中可以看到，拉伸过程中试件的应力分布是沿中心对称均匀的。随着拉伸速率的增加，材料所能承受的强度极值也随之增加。仿真结果与实际的试验的结果大致相符，由此说明，该模型对模拟十字形材料的双向拉伸试验有一定的可靠性，为模拟实际中的双向拉伸试验提供参考。21845
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关键词 含能材料 双向拉伸试验 有限元仿真 应力分布
毕业论文设计说明书（论文）外文摘要
Title Biaxial tensile test and finite element numerical simulation analysis
Abstract
This paper first do uniaxial tensile experiment to obtain the energetic material’s basic parameter which will be used in biaxial tensile test, and then do the biaxial tensile test and finite element analysis software ANSYS finite element numerical simulation, so that can get the result of material in the experiment and compared with the result of the numerical simulation with finite element software analysis. In the finite element simulation, the stress distribution of specimens is uniform along the center of symmetry in the process of the tensile. With the increase of stretching rate, the strength of the material can withstand extreme value also will increase. Simulation results broadly in line with the actual test results, which shows that the model for simulation of the cruciform material biaxial tensile test has certain reliability and provide reference for simulation of actual biaxial tensile test.
Keywords energetic material biaxial tension test finite element numerical simulation analysis stress distribution
目 次
1 引言1
1.1 课题研究的内容和方法2
1.2 本文的主要工作3
2 材料双轴向测试方法5
2.1 不同的测试方法5
2.2 本研究采用的试验方法5
3 基本参数试验6
3.1 无缺陷材料的单向拉伸6
3.2 含小孔缺陷的单向拉伸9
3.3 结论12
4 含能材料双轴向对称拉伸试验13
4.1 试验材料试件的尺寸13
4.2 双向拉伸试验装置13
4.3 双向拉伸过程及结果15
4.4 结论20
5 有限元数值仿真分析21
5.1 无缺陷材料有限元建模21
5.2 含小孔缺陷的建模23
5.3 仿真计算24
5.4计算结果分析30
5.5 结论32
6 试验与仿真结果数据对比分析33
结论35
致谢36
参考文献37
1 引言
随着现代科学技术的不断发展和进步，含有能量的材料目前运用于很多领域[1]。但在实际运用中，含能材料会经常受到振动冲击、动态载荷、拉伸压缩等各种载荷作用，这些都会对含能材料造成一定的破坏。在这些过程中，材料的力学性能会以破坏形式首先被反映出来[3]，如应力或者应变响应。如今出于对安全性的考虑，对材料的安全稳定性的要求也越来越高，而传统的单轴拉伸测试不能完全反映材料的真实应力水平，如果想要能够得到材料真正的破坏状态，则需要通过进行双轴向或者多轴向同时加载的试验[16],这些研究往往离不开模型的建立[11]。
在单向拉伸试验进行力学响应分析时，可假定试件满足材料力学的基本假设。在研究构件的强度的时候，可以忽略掉一些次要的属性因素，对发生变形的固体提出以下的假设：1、连续性假设；2、均匀性假设：在固体里的每一个地方的力学性能是全部相同的；3、各向同性假设；4、小变形假设：变形比构件的尺寸要小得多[14]。但是，含能材料大多数是各向异性的，因此不能单纯的用单向拉伸试验来推论材料在双向拉伸时的各种力学性能[9]。