LS-DYNA第七章:材料模型(4)

2019-06-17 16:33

所有参数均由实验确定, 用 MP 命令输入弹性模量(Exx,Eyy,Ezz)、剪切模量(Gxy,Gyz,Gxz),密度(DENS)和泊松比(NUXY,NUYZ,NUXZ),压缩失效时的体积模量、剪切强度、轴向拉深强度、横向拉深强度、横向压缩强度以及非线性剪切应力参数用 TB ,COMP和 TBDATA 命令的第1-6项输入:

TB , COMP TBDATA , 1, KFAIL (压缩失效时的体积模量) TBDATA , 2, S12 (剪切强度) TBDATA , 3, S1 (轴向拉伸强度) TBDATA , 4, S2 (横向拉伸强度) TBDATA , 5, C2 (横向压缩强度) TBDATA , 6, (非线性剪切应力参数) 注 --关于LS-DYNA材料模型#22(复合破坏)的详细信息,请参考《LS-DYNA Theoretical Manual》。即使不使用失效特性,多层复合薄片也要求此模型。薄片特性定义为 SHELL 163 的实常数。

7.2.3.12 混凝土 破坏 模型

此模型用于分析承受混合冲击载荷的刚劲加强混凝土材料。这一模型要求混凝土和加强材料常数以及状态方程(有关状态方程的详细信息参考

7.2.6,Equation of State Models)。用 MP 命令输入密度(DENS)和泊松比(NUXY)用 TB ,CONCR,,,,2命令和 TBDATA 命令的1-78项输入下列值:

TB ,CONCR,,,,2 TBDATA ,1,

TBDATA,2,

(失效的最大主应力)

(内聚常数)

TBDATA ,3, TBDATA ,4, TBDATA ,5, TBDATA ,6, TBDATA ,7, TBDATA ,8, TBDATA ,9,

(压力硬化系数) (压力硬化系数) (屈服内聚力)

(屈服极限的压力硬化系数) (屈服极限的压力硬化系数) (失效材料的压力硬化系数) (失效材料的压力硬化系数)

TBDATA ,10, TBDATA ,11, TBDATA ,12,

(破坏比例因子)

(单轴拉伸的破坏比例因子) (三轴拉伸的破坏比例因子)

TBDATA ,13,PRE(加强筋的百分比) TBDATA ,14, TBDATA ,15, TBDATA ,16, TBDATA ,17,

(加强筋的弹性模量)

(加强筋的泊松比) (初始屈服应力) (切线模量)

TBDATA ,18,LCP(主材料速率敏感度的载荷曲线ID) TBDATA ,19,LCR(加强筋速率敏感度的载荷曲线ID) TBDATA ,20-32, TBDATA ,33-45,

(破坏函数1-13) (比例因子1-13)

TBDATA ,46,GAMA(温度常数) TBDATA ,47, TBDATA ,48,

(初始内部能量) (初始相对体积)

(体积应变数据值1-10;相对体积自然记录) ( (

处的体积压力值) 处的温度值)

TBDATA ,49-58, TBDATA ,59-68, TBDATA ,69-78,

7.2.3. 13 分段线性塑性模型

多线性弹塑性材料模型,可输入与应变率相关的应力应变曲线。它是一个很常用的塑性准则,特别用于钢。采用这个材料模型,也可根据塑性应变定义失效。采用Cowper-Symbols模型考虑应变率的影响,它与屈服应力的关系为:

这里

服应力,而

——有效应变率,C和P——应变率参数, ——常应变率处的屈

是基于有效塑性应变的硬化函数。用 MP 命令输入弹性模量

(Exx),密度(DENS)和泊松比(NUXY)。用 TB ,PLAW,,,,8和 TBDATA 命令的1-7项输入屈服应力、切线模量、失效的有效真实塑性应变、应变率参数C、应变率参数P、定义有效全应力相对于有效塑性真应变的载荷曲线ID 以及定义应变率缩放的载荷曲线ID。

TB ,PLAW,,,, 8 TBDATA ,1, TBDATA ,2, TBDATA ,3,

(屈服应力) (切线模量)

(失效时的有效塑性真应变)

TBDATA ,4,C(应变率参数) TBDATA ,5,P(应变率参数)

TBDATA ,6,LCID1(定义全真应力相对于塑性真实应变的载荷曲线) TBDATA ,7,LCID2(关于应变率缩放的载荷曲线)

注 --如果采用载荷曲线LCID1,则用 TBDATA 命令输入的屈服应力和切线模量将被忽略。另外,如果C和P设为0,则略去应变率影响。如果使用LCID2,用 TBDATA 命令输入的应变率参数C和P将被覆盖。只考虑真实应力和真实应变数据。在数据曲线一节中讲述了此种类型的例题。

注 --例题参看B.2.16,Piecewise Linear Plasticity Example:High Carbon Steel。

7.2.3. 14 幂函数塑性模型

用于金属和塑性成形分析的与应变率有关的塑性模型。该模型提供各向同性硬化的弹塑性行为。并且它用一个包括Cowper-Symbols乘子的幂函数本构关系来描述应变率的影响:

其中 ——应变率,C,P——Cowper-Symbols应变率参数,

变,

——弹性应

——有效塑性应变,k——强度系数,n——硬化系数,仅能在一个温

度下指定应力应变特性。用 MP 命令输入弹性模量(Exx)、密度(DENS)和泊松

比(NUXY)。用 TB ,PLAW,,,,2和 TBDATA 命令的1-4项输入强度系数、硬化系数和应变率参数C和P:

TB, PLAW,,,,2

TBDATA ,1,k(强度系数) TBDATA ,2,n(硬化系数) TBDATA, 3,C(应变率参数) TBDATA ,4,P(应变率参数)

例题参看B.2.17,Powerlaw Plasticity Example:Aluminum 1100。 7.2.4 压力相关的塑性模型 7.2.4.1 弹塑性流体动力学模型

该模型用于模拟承受大应变的材料,这里塑性特性可以由一系列数据点定义或屈服应力和切线模量定义。如果不指定有效真实塑性应变和有效真实应力数据,屈服强度将按下式计算(依据各向同性硬化):

根据杨氏模量和切线模量可计算塑性硬化模量

如果指定了有效真实塑性应变和应力值,应力应变特性可以由有效真实应力与真实塑性应变曲线的数据点定义。可以最多定义16个数据点。如果应变值超过了最大输入值,将使用线性插值;因此,需输入其它值来覆盖分析中所有的应变值。用 MP 命令输入密度(DENS)、弹性模量(EX)和剪切模量(GXY)。用 TB ,PLAW,,,,9和 TBDATA 命令的第1-45项输入下列参数:

TB ,PLAW,,,,9 TBDATA ,1, TBDATA ,2,

(初始屈服应力) (硬化模量)

TBDATA ,3,PC(截断压力值) TBDATA ,4,

(失效应变)

(有效应变数据曲线值) (有效应力数据曲线值)

TBDATA ,5-20, TBDATA ,21-36, TBDATA ,37,

(状态常数的线性多项式方程)

TBDATA ,38, TBDATA ,39, TBDATA ,40, TBDATA ,41, TBDATA ,42, TBDATA ,43, TBDATA ,44, TBDATA ,45,

(状态常数的线性多项式方程) (状态常数的线性多项式方程) (状态常数的线性多项式方程) (状态常数的线性多项式方程) (状态常数的线性多项式方程) (状态常数的线性多项式方程) (初始内能) (初始相对体积)

注意 TBDATA 命令指定的37-45的常数与状态模型的线性多项式方程相同。详细信息请参看§7.2.6,Equation of State Models。

7.2.4.2 地质帽盖模型

该模型是一种用于地质力学问题或诸如混凝土材料分析的非粘性、双常量材料模型。该模型中,双常量帽盖理论又被扩展到包括非线性随动硬化。下面将讨论扩展的帽盖模型及其参数。

图7-1

用应力张量不变量来描述帽盖模型。从偏量应力得出偏应力张量第二不变量的平方根

,如下所示:


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