中文培訓(xùn)教程-8-顯示動力學(xué)

材料的定義本章目標(biāo)本章內(nèi)容覆蓋了ANSYS/LS-DYNA中材料模式的選擇與定義標(biāo)題:現(xiàn)有的材料模型ANSYSLS-DYNA材料的圖形操作界面（GUI）輸入材料數(shù)據(jù)線彈性材料非線性彈性材料塑性材料應(yīng)變率無關(guān)各向同性塑性材料應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材料應(yīng)變率相關(guān)各向異性塑性材料壓力相關(guān)塑性材料溫度敏感塑性材料狀態(tài)方程模型March

7,

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#0016304-2材料的定義…

本章目標(biāo)標(biāo)題(續(xù)):空材料破壞模型材料離散單元性質(zhì)索單元性質(zhì)剛性材料通用材料定義指導(dǎo)材料定義練習(xí)注意:阻尼在第5章中講述March

7,

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#0016304-3材料的定義A.可用的材料模型ANSYS/LS-DYNA支持比ANSYS隱式更大的材料庫，因此，它幾乎能模擬任何實(shí)際問題。ANSYS/LS-DYNA材料庫提供許多特性，其中包括:考慮應(yīng)變失效的應(yīng)變率相關(guān)塑性材料模型溫度相關(guān)和溫度敏感塑性材料模型狀態(tài)方程和空材料模型（鳥撞分析等）為了使用方便，這些材料模型分為5組GUI菜單:LinearNonlinearEquation

ofStateDiscrete

Element

PropertiesRigid

MaterialsMarch

7,

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#0016304-4材料的定義B.

ANSYS/LS-DYNA材料圖形用戶界面材料GUI

樹圖結(jié)構(gòu)與隱式ANSYS一致...IIIIIIIVVMarch

7,

2002Inventory

#0016304-5材料的定義...

ANSYS/LS-DYNA材料圖形用戶界面現(xiàn)有的ANSYS/LS-DYNA材料庫包括:March

7,

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#0016304-6材料的定義…ANSYS/LS-DYNA材料圖形用戶界面材料輸入方法簡單不易出錯圖形用戶界面

密度隨溫度變化的這種錯誤輸入不再使用MPMOD和MPUNDO命令圖形用戶界面能接受直接批處理輸入方式(w/o

MPMOD)March

7,

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#0016304-7材料的定義C.

輸入材料數(shù)據(jù)ANSYS/LS-DYNA中大多數(shù)材料需要輸入密度(DENS),楊氏模量(EX)和泊松比(NUXY

or

PRXY),這些定義都使用MP命令。在ANSYS/LS-DYNA中，幾種材料模型需要輸入載荷曲線。這些曲線用來定義材料的兩個變量的相關(guān)性，例如屈服應(yīng)力隨塑性應(yīng)變的變化。使用兩組數(shù)組和EDCURVE

定義載荷曲線:–

Preprocessor

>

Material

Props

>

Curve

Options

...通常，應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)是指真應(yīng)力與真應(yīng)變格式March

7,

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#0016304-8材料的定義...

輸入材料數(shù)據(jù)通過EDCURVE,LIST或EDCURVE,

PLOT命令檢查應(yīng)力應(yīng)變數(shù)據(jù)Curve

startsat

Yield

PointEDCURVE,

LISTMarch

7,

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#0016304-9材料的定義D.

線彈性材料線彈性材料中包括四種不同的材料模型:流體:充滿流體的容器在沖擊載荷下的彈性性質(zhì)各向同性:材料性質(zhì)各個方向都相同正交各向異性:3個相互正交對稱平面上的性質(zhì)不同各向異性

:

材料 一點(diǎn)的性質(zhì)與該 料中的位置無關(guān)線彈性材料沒有塑性變形而完全由虎克定律來定義:I

cij

j流體

: EDMP,

FLUID,

MAT,

K彈性流體模型要求輸入DENS（密度）、K（體積模量）體積模量可以通過EDMP命令直接輸入或者由EX和NUXY的值用下式自動計(jì)算:E3(1

2)K

March

7,

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#0016304-10材料的定義...

線彈性材料各向同性

:大多數(shù)工程材料（例如鋼鐵）都是各向同性的通過DENS、EX和NUXY定義即可正交各向異性

: EDMP,

ORTHO正交各向異性材料通過9個獨(dú)立的常數(shù)和DENS定義橫向同性材料（正交各向異性的一種特例）通過5個獨(dú)立的常數(shù)(EXX,EZZ,NUXY,NUXZ

GXY

和DENS定義正交各向異性材料的定義與EDLCS命令所定義的坐標(biāo)系Preprocessor:

Material

Props

>

Local

CS

>

Crea有關(guān):ocal

CS各向異性

: EDMP,

ORTHO

和

TB,

ANEL各向異性材料通過21個相互獨(dú)立的參數(shù)和DENS定義使用局部坐標(biāo)系(EDLCS)和數(shù)據(jù)表(TB,ANEL)March

7,

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#0016304-11材料的定義E.

非線性彈性材料非線性彈性材料包括三種材料模型:Blatz-Ko模型:

可壓縮

材料（例如聚氨酯橡膠）Mooney-Rivlin模型:不可壓橡膠材料粘彈性材料:玻璃和類玻璃材料非線性彈性材料能夠經(jīng)受大的可恢復(fù)彈性變形。所有的超彈材料(Blatz-Ko

和Mooney-Rivlin)應(yīng)變是可逆的，但是粘彈性材料粘性部分的應(yīng)變是不可逆的，彈性應(yīng)變部分是可逆的。Blatz-Ko

超彈模型

:Blatz-Ko

材料模型只用于壓縮下的橡膠材料ANSYS/LS-DYNA自動設(shè)定泊松比(NUXY)為0.463，因此僅需要輸入DENS和GXY材料響應(yīng)通過應(yīng)變能密度函數(shù)W定義,2

和3是應(yīng)變不變量3W

Gxy

I23

2

I

52

IMarch

7,

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#0016304-12材料的定義...

線性彈性材Mooney-Rivlin

超彈材料

:TB,

MOONEY,,

,

,TBOPT用于定義不可壓縮橡膠的

料響應(yīng)與ANSYS隱式雙參數(shù)模型基本相同需要輸入DENS,NUXY,和常數(shù)C10

和C01為保證不可壓縮性質(zhì),NUXY

必須在0.49和0.50間取值Mooney-Rivlin系數(shù)可以直接輸入(TBOPT=0)或者通過LS-DYNA對測試數(shù)據(jù)的計(jì)算得到(TBOPT=2)。對后一種情況，舉例如下:TB,MOONEY,

1,

,

,

2TBDATA,

1,

0.0,

0.0TBDATA,

3,

L0

,

w,

tTBDATA,

6,

LCID!材料1的計(jì)算數(shù)據(jù)!C10

和C01

設(shè)為零!樣品的原始長度、寬度和厚度!長度變化與力載荷曲線數(shù)據(jù)–

注:如果L0

,w和t都等于1.0,那么LCID

=工程應(yīng)力vs.應(yīng)變–

材料響應(yīng)通過應(yīng)變能密度函數(shù)W定義：1

,2

和3

是應(yīng)變不變量，K

是體積模量。W

C10

1

3

C01

2

3

.53

1March

7,

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#0016304-132材料的定義...

非線性彈性材料粘彈性材料

: TB,

EVISC這類材料具有彈性（變形可恢復(fù)）部分和粘性（變形不可恢復(fù)）部分用于模擬類玻璃材料和火箭固體

等剪切關(guān)系由下式表達(dá):Gt

G

(Go

G

)et除了密度DENS,還需輸入以下參數(shù):Go

=短期(初始)彈性剪切應(yīng)變G

=長期(無限)彈性剪切應(yīng)變K

=彈性體積模量1/

=衰減常數(shù)March

7,

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#0016304-14材料的定義F.

塑性材料塑性材料模型包含ANSYS/LS-DYNA中大多數(shù)非線性非彈性材料。要根據(jù)所分析材料的類型、應(yīng)用領(lǐng)域和材料常數(shù)的可用性來選擇某個特定塑性模型。塑性模型可以分為五類:類別1：應(yīng)變率和塑性無關(guān)的各向同性材料類別2:類別3:類別4:類別5:應(yīng)變率和塑性相關(guān)的各向同性材料應(yīng)變率和塑性無關(guān)的各向異性材料壓力相關(guān)塑性溫度敏感塑性為分析材料選擇正確的類別非常重要，在某類別內(nèi)選擇特定的模型相比就不那么重要了，這通常取決于材料數(shù)據(jù)的可用性。March

7,

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#0016304-15材料的定義...

塑性材料大多數(shù)非線性有限元分析精確性的關(guān)鍵在于材料常數(shù)的質(zhì)量。最好的結(jié)果是從材料供應(yīng)者那里得到材料常數(shù)或者去做材料特性分析。一些塑性模型需要輸入附加的狀態(tài)方程(EOS)。這些方程將會在介紹完所有的塑性模型后進(jìn)行詳細(xì)的

。March

7,

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#0016304-16材料的定義G.

應(yīng)變率無關(guān)各向同性塑性材料類別1:應(yīng)變率和塑性無關(guān)的各向同性材料1a:典型的雙線性隨動硬化(BKIN)1b:典型的雙線性等向硬化(BISO)BKIN

和BISO

:TB,

BKIN

和TB,BISO這些模型通常用于整個成形持續(xù)時間相對較長的過程（例如金屬板沖壓），以及大多數(shù)工程材料中（鋼、鋁、鑄鐵等）。兩種模型都有兩個斜率，彈性模量(EX)和切向模量(ETAN)來表達(dá)材料的應(yīng)力應(yīng)變行為。BKIN和BISO模型所需輸入的參數(shù)相同:MP命令定義的DENS,EX和NUXY–

TB和TBDATA命令定義的屈服應(yīng)力和切向模量March

7,

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#0016304-17材料的定義...應(yīng)變率無關(guān)各向同性塑性材料BKIN和BISO模型的差別僅在于硬化假設(shè)不同。隨動硬化假設(shè)二次屈服發(fā)生在2y等向硬化假設(shè)二次屈服發(fā)生在2maxBISO模型允許有溫度相關(guān):預(yù)加熱載荷分析和熱瞬態(tài)分析(見第5章)指定六個溫度條件下的材料數(shù)據(jù)使用MPTEMP,MPDATA,TBTEMP和TBDATA設(shè)定高屈服應(yīng)力模擬熱彈性材料March

7,

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#0016304-18材料的定義H.應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材類別2:應(yīng)變率和塑性相關(guān)的各向同性材料2a:塑性隨動:帶有失效應(yīng)變的Cowper-Symonds模型2b:應(yīng)變率敏感:帶有強(qiáng)度和硬化系數(shù)的Cowper-Symonds模型2c:分段線性:帶有多線性曲線和失效應(yīng)變的Cowper-Symonds模型2d:率相關(guān):通過載荷曲線和失效應(yīng)力定義應(yīng)變率2e:能量法則:超塑性成形的Ramburgh-Osgood模型模型2a-2d可用于通用材料和各向同性材料的塑性成形分析模型2a-2c利用Cowper-Symonds

模型，模型的屈服應(yīng)力與應(yīng)變率因數(shù)有關(guān):11

&

P

C

–

C和P是Cowper-Symonds應(yīng)變率參數(shù)。March

7,

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#0016304-19材料的定義...應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材塑性隨動

: TB,

PLAW,

,,

,1雙線性硬化塑性

(y

和ETAN)硬化參數(shù)

在

kinematic)

和

isotropic)之間失效應(yīng)變決定刪除失效單元屈服應(yīng)力:1ε

effoP

py

E

C

1

&

P其中

0

是初始屈服應(yīng)力,peff

是有效塑性應(yīng)變,pE

是塑性硬化模量，由此公式確定:tanPEE

E

E

tanEMarch

7,

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#0016304-20材料的定義...應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材料應(yīng)變率敏感

: TB,

PLAW,

,

,

,4帶有雙線性等向強(qiáng)化的塑性行為強(qiáng)度系數(shù)k和硬化系數(shù)n定義的冪率硬化屈服應(yīng)力:neyeffp1

C

1

&

Pk

ε其中e

是彈性應(yīng)變。March

7,

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#0016304-21材料的定義...應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材分段線性

: TB,

PLAW,

,

,

,8模型在求解時非常有效，通常用于碰撞分析與ANSYS

隱式中的TB,MISO模型類似用有效真應(yīng)力與有效真應(yīng)變載荷曲線定義應(yīng)力應(yīng)變行為輸入失效應(yīng)變，以確定需要刪除的單元屈服面由

Cowper-Symonds

型針對率相關(guān)進(jìn)行縮比March

7,

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#0016304-22材料的定義...應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材率相關(guān)

: TB,

PLAW,

,

,

,5這是最普通的應(yīng)變率相關(guān)的塑性模型，因?yàn)閺椥阅Ａ?E)、屈服應(yīng)力(y)、切向模量(ETAN)和失效應(yīng)力(FAIL)均可以應(yīng)變的函數(shù)形式輸入。給定塑性應(yīng)變率后的屈服應(yīng)力如下定義:

ii

Ei

εeffy

o

p

p其中LCID

1

=

defines

y

as

a

function

of

&effLCID

2

=

defines

E

as

a

function

of

&effLCID

3

=

defines

ETAN

as

function

of&effLCID

4

=

defines

effective

von

Misesstress

at

failure

as

a

function

of&effMarch

7,

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#0016304-23材料的定義...應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材冪率硬化

: TB,

PLAW,

,

,

,

2是專門用于超塑性成形特定模型。Ramburgh-Osgood構(gòu)成的屈服應(yīng)力關(guān)系如下:m

n

y

k

&其中k

是材料系數(shù),m

是硬化系數(shù),n

是應(yīng)變率參數(shù),&

是應(yīng)變率。March

7,

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#0016304-24材料的定義I.

變率相關(guān)各向異性塑性材類別3:應(yīng)變率相關(guān)各向異性塑性材料3a:橫向各向異性:應(yīng)變率相關(guān)Hills屈服準(zhǔn)則3b:3參數(shù)Barlat:用于鋁板成形等正交各向異性模型3c:Barlat各向異性:三維連續(xù)體成形各向異性模型3d:橫向各向異性成形極限圖硬化模型3a用于模擬常規(guī)各向異性材料的高應(yīng)變率成形過程模型3b和3c由ALCOA開發(fā) 于金屬鋁的加工成形模型3d

于鈑金成形March

7,

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#0016304-25材料的定義...

變率相關(guān)各向異性塑性材橫向各向異性

: TB,

PLAW,

,

,

,

7通常用于各向異性的鈑金成形可以通過定義載荷曲線參數(shù)來表達(dá)有效屈服應(yīng)力和有效塑性應(yīng)變的關(guān)系屈服應(yīng)力:21211

222

2y

11

222

R

1R

1

22

RR

1

各向異性硬化參數(shù)R用面內(nèi)塑性應(yīng)變率與面外塑性應(yīng)變率的比值來定義:33ε&pε&R

p

22March

7,

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#0016304-26材料的定義...

變率相關(guān)各向異性塑性材3參數(shù)Barlat

: TB,

PLAW,,,

,3開發(fā)用于鋁板在平面應(yīng)力狀態(tài)下的鈑金成形對于線性硬化準(zhǔn)則,輸入y

和ETAN對于指數(shù)硬化準(zhǔn)則,輸入n

和m?的Barlat指數(shù):體心立方晶格金屬取m=6，面心立方晶格金屬取m=8正交各向異性Lankford系數(shù)用于長度與厚度比正交各向異性材料的坐標(biāo)系通過EDMP命令輸入March

7,

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#0016304-27材料的定義...應(yīng)變率相關(guān)各向異性塑性材Barlat各向異性

: TB,

PLAW,,,

,6用于三維連續(xù)材料的鈑金成形過程中的材料模型，特別是鋁大多用于實(shí)體材料（例如非板材）實(shí)驗(yàn)確定6個各向異性參數(shù):

a,b,c,f,g,h?的Barlat指數(shù):體心立方晶格金屬取m=6，面心立方晶格金屬取m=8屈服應(yīng)力:

y=k(o+

p)n其中

o

和

p

是初始屈服應(yīng)變和初始塑性應(yīng)變March

7,

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#0016304-28材料的定義...

變率相關(guān)各向異性塑性材橫向各向異性

FLD

: TB,

PLAW,

,

,

,10用于模擬橫向各向同性金屬的鈑金成形僅用于殼單元屈服行為可以通過y和ETAN或有效應(yīng)力和塑性應(yīng)變曲線來定義成形極限圖也可以用載荷曲線輸入，來計(jì)算最大應(yīng)變率March

7,

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#0016304-29材料的定義J.壓力相關(guān)塑性材料p類別4:壓力相關(guān)塑性4a:Elastic-Plastic

Hydrodynamic:在大應(yīng)變下會失效的材料4b:Geological

Cap

Model:地質(zhì)蓋帽模型Elastic-Plastic

Hydrodynamic

: TB,

PLAW,

,

,

,9,

EOSOPT如果沒有定義有效真應(yīng)力和真應(yīng)變，就假定為等向強(qiáng)化，必須指定Sy和ETAN來定義屈服強(qiáng)度

:

y

o

Eh其中塑性硬化模量Eh通過E

和ETAN定義tEt

EhE

EE

應(yīng)力應(yīng)變行為也可以通過多達(dá)16個數(shù)據(jù)點(diǎn)來定義。線性多項(xiàng)式狀態(tài)方程也必須給定

(EOSOPT)。March

7,

2002Inventory

#0016304-30材料的定義...壓力相關(guān)塑性材料Geological

Cap

Model

: TB,

GCAP無粘滯性雙不變量地質(zhì)蓋帽材料模型地質(zhì)力學(xué)問題或混凝土類材料雙不變量蓋帽理論擴(kuò)展至包含隨動強(qiáng)化采用剪切模量代替彈性模量模型的詳細(xì)信息請參考LS-DYNA理論手冊（在與ANSYS6.0理論手冊的同一張光碟上）。March

7,

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#0016304-31材料的定義K.溫度敏感塑性材料大部分模型需類別5:ANSYS/LS-DYNA中有四種塑性模型來描述溫度效應(yīng).要通過下列方法定義的附加狀態(tài)方程(EOS5a:

Bamman:

使用 狀態(tài)方程變量的復(fù)雜材料模型5b:Johnson-Cook:高應(yīng)變率和溫度相關(guān)問題5c:Zerilli-Armstrong:高速沖擊和某些金屬成形過5d:Steinberg:極高應(yīng)變率條件下(>105)材料成形的模擬Bamman

: TB,

EOS,,

,,

4用于金屬成形的復(fù)雜應(yīng)變率相關(guān)材料模型狀態(tài)方程變量通過常數(shù)Ai直接輸入模型，無需定義附加狀態(tài)方程。Bamman模型需要輸入流動應(yīng)力參數(shù)CiMarch

7,

2002Inventory

#0016304-32材料的定義...溫度敏感塑性材料

_

mJohnson-Cook

: TB,

EOS,

,

,

,

1,

EOSOPTJohnson-Cook模型主要用于高應(yīng)變率過程，如伴隨較大溫升的機(jī)加工模型的開發(fā)源自彈道學(xué)需要輸入

DENS,EX,和NUXY屈服應(yīng)力:np

y

A

B

1

Cln

1

TA,B,C,

m,和n

是用實(shí)驗(yàn)方法確定的常數(shù)，p是有效塑性應(yīng)變也需要輸入有效塑性應(yīng)變率，由下式給出:T

-

Troom

Tmelt

Troom&o&

&p

and

the

homologous

temperature

is

:

T

March

7,

2002Inventory

#0016304-33材料的定義...溫度敏感塑性材料溫度計(jì)算需要輸入比熱、和室溫通過下式中的失效常數(shù)D1-D5

，失效應(yīng)變可以并入到模型中:451

2f3D

D

D

exp

1

D

ln

1

D

T其中

壓力與有效應(yīng)力之比.σ

Ρσeff)，

Johnson-Cook對于線性多項(xiàng)式或Gruneisen模型(EOSOPT后面參數(shù)輸入后，也要輸入狀態(tài)常數(shù)方程March

7,

2002Inventory

#0016304-34材料的定義...溫度敏感塑性材料Zerilli-Armstrong

: TB,

EOS,

,

,

,

3,

EOSOPTZerilli-Armstrong模型用于金屬成形過程和高速沖擊等這些應(yīng)力與應(yīng)變、應(yīng)變率及溫度相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域。這種模型必須使用狀態(tài)方程。Zerilli-Armstrong模型需輸入流動應(yīng)力(Ci),溫度(Bi)和熱容(Gi)系數(shù)。)3

4]

C

}(

C

{C

( )

[ep

.5 (C

C

ln(e&))T面心立方晶格金屬:)53

4

(T

)(293)p

ny

1

2[C5

(

)

C6

]}(

y

C1

{C2e(C

C

ln(e&))T體心立方晶格金屬:

(T

)(293)March

7,

2002Inventory

#0016304-35材料的定義...溫度敏感塑性材Steinberg

: TB,

EOS,

,

,

,

5,

EOSOPT帶失效的高應(yīng)變率(>105)的固體變形非常適合于加工過程和高速沖擊分析屈服強(qiáng)度是溫度和壓力的函數(shù)狀態(tài)方程(EOS)決定壓力March

7,

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#0016304-36材料的定義L.

狀態(tài)方程

(EOS)

ANSYS/LS-DYNA中有三種不同類型的

EOS

:線性多項(xiàng)式:EOS

是內(nèi)能的線性方程Gruneisen

:EOS

通過兩種方式定義壓力體積關(guān)系列表格式（

Tabulated

）:簡化的EOS

，也是內(nèi)能的線性方程線性多項(xiàng)式

: EOSOPT

=

1EOS

是內(nèi)能的線性方程壓力由和線性系數(shù)Ci決定:P

=

C0

+

C

+

C

+

C

+

(C +

C

+C

)

E1 2

2 3

3

4

5 6

2其中

=

/0

–

1

，

和

0

是當(dāng)前和初始密度March

7,

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#0016304-37材料的定義...狀態(tài)方程

(EOS)

Gruneisen

: EOSOPT

=

2壓力體積關(guān)系與材料是壓縮還是膨脹有關(guān)。帶有立方?jīng)_擊速度-質(zhì)點(diǎn)速度的Gruneisen狀態(tài)方程通過和Gruneisen系數(shù)C,

a,S1,S2,S3及0定義壓力，對壓縮材料：ooo

a

E

p

22

3222a2

C

1

1

S

2

1

S

3

1

1

S

1

1

列表格式（Tabulated）

: EOSOPT

=

3EOS是內(nèi)能的線性方程.

壓力為:P

=

Ci

(vi)

+

Ti

(vi)

E其中Ci

和Ti

分別是體積壓力和溫度,vi

是體積應(yīng)變March

7,

2002Inventory

#0016304-38材料的定義M.

空材料空材料

: TB,

EOS,

,

,

,

2,

EOSOPT空材料允許在不計(jì)算偏應(yīng)力的條件下考慮狀態(tài)方程空材料大多用于鳥撞分析需要輸入密度DENS和截止壓力。對空的梁和殼需要輸入EX

和NUXY也可定義拉壓下的粘性和侵蝕（可選）EOSOPT

需設(shè)定為1、2或3來指定參考的狀態(tài)方程March

7,

2002Inventory

#0016304-39材料的定義N.

破壞模型ANSYS/LS-DYNA有兩種破壞模型:混凝土破壞:沖擊載荷下的鋼筋混凝土–

復(fù)合材料破壞:用于吸能的復(fù)合材料失效分析混凝土破壞

: TB,

CONCR,,

,

,

2僅用于SOLID164單元,需要輸入泊松比、密度、混凝土和加強(qiáng)鋼筋常數(shù)必須使用列表格式狀態(tài)方程復(fù)合材料破壞

: TB,COMP必須輸入每個方向上的彈性模量、剪切模量和泊松比（無默認(rèn)值）可以輸入剪切、軸向拉伸、橫向拉伸、橫向壓縮強(qiáng)度來定義失效壓縮失效需要定義材料的體積模量March

7,

2002Inventory

#0016304-40材料的定義O.

沫材ANSYS/LS-DYNA有5種不同的材料模型::

性壓碎材料(例如聚苯乙烯)閉室

:

低密度

材料

(例如聚氨酯

)低密度

:

高度可壓縮性材料

(例如座墊)粘性

:

用在碰撞跌落模擬中的能量吸收可壓碎蜂窩材料:正交各向異性壓碎特定模型的選擇取決于所分析材料的類型ANSYS/LS-DYNA所有 材料模型主要用于汽車碰撞分析March

7,

2002Inventory

#0016304-41材料的定義...材料閉室

: TB,

FOAM,

,

,

,1開發(fā)用于低密度聚氨酯

(常用于船用集裝箱及汽車設(shè)計(jì)中的沖擊限制物建模)要輸入DENS,

EX,

初始

壓力Po,

聚合密度比率包括封閉氣壓效應(yīng)NUXY

趨向于零屈服條件:y

=a+b(1+c

)其中a,b和c

為實(shí)驗(yàn)確定的參數(shù),

=V/Vo

+o

-1其中V

是當(dāng)前體積,Vo

是初始體積,o

是初始體積應(yīng)變March

7,

2002Inventory

#0016304-42材料的定義...材料低密度

:TB,

FOAM,

,

,

,2主要用于模擬汽車座墊需要輸入密度DENS和彈性模量EX采用載荷曲線標(biāo)識號(LCID)輸入應(yīng)力應(yīng)變行為對于壓縮，模型用可能的能量耗散來假設(shè)材料的滯后行為對于拉伸，直到拉伸截止應(yīng)力以前模型均表現(xiàn)為線性行為NUXY

近似的設(shè)為零使用滯后卸載時，如果衰減常數(shù)

=0

，重新加載將會沿卸載曲線進(jìn)行如果非零,初始載荷由1-e-t決定，可用粘性系數(shù)(0.05-0.5)模擬阻尼效應(yīng)體積粘度如果標(biāo)記為1，則被激活滯后卸載使用形狀卸載因數(shù)，數(shù)值上小于1－能量耗散輸入的滯后卸載(HU)因數(shù)在0到1之間，如果HU=1

，就沒有能量耗散March

7,

2002Inventory

#0016304-43材料材料的定義...粘性

: TB,

FOAM,,

,

,3在碰撞模擬中吸能

常用于模擬吸能材料（例如假人）僅用于壓縮載荷下的實(shí)體模型由平行的非線性彈簧和粘性阻尼構(gòu)成需要有DENS,EX

(初始楊氏模量E1)和NUXY彈性剛度E’

定義為:

E’

=

E1

V-n1其中n1

是彈性剛度冪率粘性系數(shù)V’

定義為:

V’

=

V2

|1-V|n2其中V2

=初始粘度系數(shù)n2

=粘度系數(shù)冪率March

7,

2002Inventory

#0016304-44材料的定義...材料可壓碎用于可: TB,

FOAM,

,

,

,

4壓碎的材料（如聚苯乙烯固體）可選擇粘性阻尼和截止張力（

）卸載認(rèn)為是完全彈性過程拉伸按照完全彈塑性處理需DENS,

EX,NUXY需輸入定義屈服應(yīng)力與體積應(yīng)變的載荷曲線體積應(yīng)變

為:

=1–V其中V

為當(dāng)前體積和初始體積之比March

7,

2002Inventory

#0016304-45材料的定義...材料蜂窩材料

:TB,

FOAM,

,,

,

5正交各向異性可壓碎為側(cè)面沖擊緩沖器前端材料和航空結(jié)構(gòu)而開發(fā)可以分別定義法向應(yīng)力和剪切應(yīng)力的非線性行為需要DENS,

EX,

NUXY和粘性系數(shù)需輸入完全壓緊的蜂房的屈服應(yīng)力和體積需輸入彈性模量和每個正交方向上的應(yīng)力與相