### ANSYS Workbench 结构非线性培训作业：超弹曲线拟合学习教案知识点解析
#### 一、课程目标
本课程旨在通过一系列的操作实践，让学员掌握如何使用 ANSYS Workbench 软件中的曲线拟合工具来创建超弹性材料模型。具体包括：
1. **理解超弹性材料的基本概念**：了解超弹性材料与普通弹性材料的区别，掌握其在工程应用中的重要性。
2. **实验数据处理**：学习如何从实验获得的数据中提取有用信息，并使用这些数据来创建材料模型。
3. **使用 ANSYS Workbench 进行曲线拟合**：掌握 ANSYS Workbench 中曲线拟合工具的使用方法，实现超弹性材料模型的创建。
4. **有限元分析（FEA）**：学会如何利用 ANSYS Workbench 建立 3D 拉伸橡胶试样的有限元模型，并进行相应的模拟分析。
#### 二、模型描述
本次培训使用的模型为 3D 非线性材料大变形（超弹性），主要特点包括：
1. **模型简化**：使用三个对称平面来表示实际模型的 1/8 部分，简化了计算过程同时保持了足够的精度。
2. **边界条件**：模型中的每个对称面上设置无摩擦支撑，确保模型稳定性；并在伸长方向上施加位移载荷，模拟实际加载情况。
#### 三、操作步骤详解
1. **启动软件**：首先启动 ANSYS Workbench 软件，并打开提供的项目文件“WS6a_hyper.wbpj”。
2. **项目视图检查**：确认项目视图区显示的内容，包括已经定义好的 Engineering Data 和 Geometry。
3. **校正材料属性**：通过 Mechanical 打开 Engineering Data，检查并校正材料属性，确保使用的单位制正确无误。
4. **检查工作单位制**：进入 Mechanical 程序后，确认当前的工作单位制为公制 (mm, kg, N, s, mV, mA)，如果不正确则需要调整。
5. **预览网格**：确认网格的默认设置为扫掠的六面体单元，这是为了提高计算效率并确保计算结果的准确性。
6. **加载实验数据**：返回项目视图区，在 Engineering Data 中加载实验数据，包括单轴测试数据、二轴测试数据以及剪切测试数据。
- **单轴测试数据**：打开“tension-uni.xls”文件，将其中的两列数据复制粘贴到 Engineering Data 的相应位置。
- **二轴测试数据**：同样地，打开“tension-eb.xls”，重复上述步骤。
- **剪切测试数据**：打开“tension-pt.xls”，按照相同的方法进行操作。
7. **超弹性材料模型创建**：
- 在 Engineering Data 工具箱中选择 Hyperelasticity 并高亮显示 Yeoh 3rd Order 材料模型。
- 使用曲线拟合工具来确定 Yeoh 3rd Order 材料模型中的参数值，完成材料模型的创建。
8. **结果对比**：通过图表的形式展示原始实验数据与拟合后的 Yeoh 行为之间的对比，评估拟合效果。
#### 四、注意事项
- 在操作过程中需要注意单位的一致性和正确性，确保所有数据都在相同的单位体系下。
- 在加载实验数据时需仔细核对数据的准确性和完整性，避免错误的输入导致后续分析出现问题。
- 曲线拟合过程中可能需要多次尝试不同的参数组合，以达到最佳的拟合效果。
- 分析结果的解读需结合实际工程背景进行综合考虑，确保分析结果的合理性和实用性。
通过以上步骤的学习与实践，学员可以全面掌握 ANSYS Workbench 在结构非线性分析中的应用，尤其是对于超弹性材料模型的建立与验证。这对于解决实际工程问题具有重要的意义。
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