【正文】 mstrong模型需輸入流動應(yīng)力 (Ci), 溫度 (Bi) 和熱容 (Gi)系數(shù)。 ? ? ? ?TD1lnD1e xpDD 54D21f 3 ??????? ????? ??材料的定義 ...溫度敏感塑性材料 .壓力與有效應(yīng)力之比 ??e f fσΡσExplicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 335 材料的定義 ...溫度敏感塑性材料 ZerilliArmstrong : TB, EOS, , , , 3, EOSOPT ? ZerilliArmstrong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 。 Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 332 材料的定義 ? 類別 5: ANSYS/LSDYNA中有 四種塑性模型 來 描述溫度效應(yīng) . 大部分模型需要定義附加狀態(tài)方程 (EOS) : – 5a: Bamman: 使用內(nèi)部狀態(tài)方程變量的復(fù)雜材料模型 – 5b: JohnsonCook: 高應(yīng)變率和溫度相關(guān)問題 – 5c: ZerilliArmstrong: 高速沖擊和某些金屬成形過程 – 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 ? 內(nèi)部狀態(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 。 線性多項(xiàng)式狀態(tài)方程也必須給定 (EOSOPT)。 ? RamburghOsgood本構(gòu)關(guān)系的屈服應(yīng)力如下 : 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。 Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 322 材料的定義 ...應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材料 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 CowperSymonds 模型針對率相關(guān)進(jìn)行縮放 Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 323 材料的定義 ...應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材料 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。 – 隨動硬化 假設(shè)二次屈服發(fā)生在 2?y – 等向硬化 假設(shè)二次屈服發(fā)生在 2?max ? BISO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 21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 Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 319 ? 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 CowperSymonds模型 – 2b:冪率硬化 : 帶有強(qiáng)度和硬化系數(shù)的 CowperSymonds模型 – 2c: 分段線性 : 帶有多線性曲線和失效應(yīng)變的 CowperSymonds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: 應(yīng)變率敏感 : 超塑性成形的 RamburghOsgood模型 ? 模型 2a 2d可用于一般材料和各向同性材料的塑性成形分析 ? 模型 2a 2c利用 CowperSymonds 模型，模型的屈服應(yīng)力與應(yīng)變率因子有關(guān) : P1C1 ??????? ??材料的定義 – C和 P是 CowperSymonds應(yīng)變率參數(shù)。 ? 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。 這些方程將會在介紹完所有的塑性模型后進(jìn)行詳細(xì)的討論。為了得到最好的結(jié)果，應(yīng)該從材料供應(yīng)者那里得到材料常數(shù)或者去做材料特性分析。 ? 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: 應(yīng)變率和塑性相關(guān)的各向同性材料 – 類別 3: 應(yīng)變率和塑性無關(guān)的各向異性材料 – 類別 4: 壓力相關(guān)塑性 – 類別 5: 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)的可獲取性。 ? ? ? ? ? ? 23202210 ??????????Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 314 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燃料等 – 剪切關(guān)系由下式表達(dá) : – 除了密度 DENS, 還需輸入以下參數(shù) : ? Go = 短期 (初始 ) 彈性剪切模量 ? G? = 長期 (無限 )彈性剪切模量 ? K = 彈性體積模量 ? 1/? = 衰減常數(shù) ? ? to e)GG(GtG ???? ???Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 315 材料的定義 F. 塑性材料 ? 塑性材料 模型包含 ANSYS/LSDYNA中大多數(shù)非線性 非彈性 材料。 BlatzKo 超彈模型 : – BlatzKo 材料模型只用于壓縮下的橡膠材料 – ANSYS/LSDYNA自動設(shè)定泊松比 (NUXY)為 ， 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 , 是應(yīng)變不變量和 32 ?????????? ??? 522 332 IIIG x yWExplicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 313 材料的定義 ... 非線性彈性材料 MooneyRivlin 超彈材料 : TB, MOONEY, , , , TBOPT – 用于定義不可壓縮橡膠的材料響應(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 取值 – MooneyRivlin系數(shù)可以直接輸入 (TBOPT=0)或者通過 LSDYNA對測試數(shù)據(jù)的計算得到 (TBOPT=2)。 ? 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 Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 39 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) EDCURVE, LIST Curve starts at Yield Point Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 310 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 : 材料中一點(diǎn)的性質(zhì)與該點(diǎn)在材料中的位置無關(guān) ? 線彈性材料沒有塑性變形而完全由 虎克定律 來定義 : ? 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的值用下式自動計算 : )21(3 ???EKjijI c ???Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 311 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 – 橫向各向同性材料（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)系編號有關(guān) : ? Preprocessor: Material Props Local CS Create Local 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) Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 312 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 : – BlatzKo模型 : 可壓縮泡沫材料（例如聚氨酯橡膠） – MooneyRivlin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。 ? 在 ANSYS/LSDYNA中，一些材料模型需要輸入載荷曲線。材料的定義 第 31章 Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA Training Manual March 7, 2022 Inventory 001630 32 材料的定義 本章目標(biāo) ? 本章內(nèi)容覆蓋了 ANSYS/LSDYNA中材料模式的選擇與定義 ? 標(biāo)題 : A. 現(xiàn)有的材料模型 B. ANSYSLSDYNA材料的圖形操作界面（ GUI） C. 輸入材料數(shù)據(jù) D. 線彈性材料 E. 非線性彈性材料 F. 塑性材料 G. 應(yīng)變率無關(guān)各向同性塑性材料 H. 應(yīng)變率相關(guān)各向同性塑性材料 I. 應(yīng)變率相關(guān)各向異性塑性材料 J. 壓力相關(guān)塑性材料 K. 溫度敏感塑性材料 L. 狀態(tài)方程模型 Explicit Dynamics with AN