200671380521_常用彈塑性材料模型

1、1+常用彈塑性材料模型F表列出了ANSYS/LS-DYNA材料模型以及相應(yīng)的LS-DYNA命令A(yù)NSYSMaterialModelLS-DYNACommandLS-DYNAMAT#ExampleIsotropicElastic*MATELASTIC1YesBilinearIsotropicPlasticity*MAT_PLASTIC_KINEMATIC3YesBilinearKinematic*MATPLASTICKINEMATIC3YesPlasticKinematic*MATPLASTICKINEMATIC3YesPiecewiseLinearPlasticity*MAT_PIECEWIS

2、E_LINEAR_PLASTICITY24YesRigid*MATRIGID20Yes7211各向同性彈性模型各向同性彈性模型。使用MP命令輸入所需參數(shù)：MP,DENS密度MP，EX彈性模量MP，NUXY泊松比此部分例題參看B.2.1,IsotropicElasticExample:HighCarbonSteel。B21IsotropicElasticExample:HighCarbonSteelMP,ex,1,210e9!PaMP,nuxy,1,.29!NounitsMP,dens,1,7850!kg/m37.2.3.1雙線性各向同性模型使用兩種斜率（彈性和塑性）來表示材料應(yīng)力應(yīng)變行為的經(jīng)典

3、雙線性各向同性硬化模型（與應(yīng)變率無關(guān)）。僅可在一個(gè)溫度條件下定義應(yīng)力應(yīng)變特性。（也有溫度相關(guān)的本構(gòu)模型；參看TemperatureDependentBilinearIsotropicModel）。用MP命令輸入彈性模量（Exx）,泊松比（NUXY。和密度（DENS）,程序用EX和NUXY值計(jì)算體積模量（K）。用TB和TBDATA命令的1和2項(xiàng)輸入屈服強(qiáng)度和切線模量：TB,BISOTBDATA,1,Y（屈服應(yīng)力）TBDATA,2,E（切線模量）tan例題參看B.2.7,BilinearIsotropicPlasticityExample：NickelAlloy。B.2.7.BilinearIso

4、tropicPlasticityExample:NickelAlloyMP,ex,1,180e9!PaMP,nuxy,1,.31!NounitsMP,dens,1,8490!kg/m3TB,BISO,1TBDATA,1,900e6!Yieldstress（Pa）TBDATA,2,445e6!Tangentmodulus（Pa）7.2.3.5雙線性隨動(dòng)模型（與應(yīng)變率無關(guān)）經(jīng)典的雙線性隨動(dòng)硬化模型，用兩個(gè)斜率（彈性和塑性）來表示材料的應(yīng)力應(yīng)變特性。用MP命令輸入彈性模量（Exx）,密度（DENS）和泊松比（NUXY）?？梢杂肨B,BKIN和TBDATA命令中的1-2項(xiàng)輸入屈服強(qiáng)度和切線模量：TB,

5、BKINTBDATA，1，by（屈服應(yīng)力）TBDATA，2，E（切線模量）tan例題參看B.2.10，BilinearKinematicPlasticityExample:TitaniumAlloy。B.2.10.BilinearKinematicPlasticityExample:TitaniumAlloyMP,ex,1,100e9MP,nuxy,1,.36MP,dens,1,4650TB,BKIN,1TBDATA,1,70e6!Pa!Nounits!kg/m3!Yieldstress（Pa）TBDATA,2,112e6!Tangentmodulus（Pa）7.2.3.6塑性隨動(dòng)模型各向同性

6、、隨動(dòng)硬化或各向同性和隨動(dòng)硬化的混合模型，與應(yīng)變率相關(guān)，可考慮失效。通過在0（僅隨動(dòng)硬化）和1（僅各向同性硬化）間調(diào)整硬化參數(shù)0來選擇各向同性或隨動(dòng)硬化。應(yīng)變率用Cowper-Symonds模型來考慮，用與應(yīng)變率有關(guān)的因數(shù)表示屈服應(yīng)力，如下所示：（b+PE8eff）0-這里b初始屈服應(yīng)力，一應(yīng)變率，C和P-CowperSymonds為應(yīng)變率參數(shù)。eff一0P有效塑性應(yīng)變，E塑性硬化模量，由下式給出：pEEE=tanpE-Etan應(yīng)力應(yīng)變特性只能在一個(gè)溫度條件下給定。用MP命令輸入彈性模量（Exx）,密度（DENS）和泊松比（NUXY）。用TB,PLAW，1和TBDATA命令中的1-6項(xiàng)輸入屈服

7、應(yīng)力，切線斜率,硬化參數(shù)，應(yīng)變率參數(shù)C和P以及失效應(yīng)變：如下所示，可以用TB，PLAW,10和TBDATA命令中的1-5項(xiàng)定義其它參數(shù)。TB，PLAW,1TBDATA，1,b（屈服應(yīng)力）YTBDATA,2,E（切線模量）tanTBDATA,3,0（硬化參數(shù)）TBDATA,4,C（應(yīng)變率參數(shù)）TBDATA,5,P（應(yīng)變率參數(shù)）TBDATA,6,f（失效應(yīng)變）例題參看B.2.11,PlasticKinematicExample：1018Steel。B.2.11.PlasticKinematicExample:1018SteelMP,ex,1,200e9!PaMP,nuxy,1,.27!Nounit

8、sMP,dens,1,7865!kg/m3TB,PLAW,1TBDATA,1,310e6!Yieldstress（Pa）TBDATA,2,763e6!Tangentmodulus（Pa）TBDATA,4,40.0!C（s-1）TBDATA,5,5.0!PTBDATA,6,.75!Failurestrain7.2.3.13分段線性塑性模型多線性彈塑性材料模型，可輸入與應(yīng)變率相關(guān)的應(yīng)力應(yīng)變曲線。它是一個(gè)很常用的塑性準(zhǔn)則，特別用于鋼。采用這個(gè)材料模型，也可根據(jù)塑性應(yīng)變定義失效。采用Cowper-Symbols模型考慮應(yīng)變率的影響，它與屈服應(yīng)力的關(guān)系為：1+1+f(p)0neff這里有效應(yīng)變率,C和P

9、應(yīng)變率參數(shù),a常應(yīng)變率處的屈服應(yīng)力，而f（p）0neff是基于有效塑性應(yīng)變的硬化函數(shù)。用MP命令輸入彈性模量（Exx），密度（DENS）和泊松比（NUXY）。用TB，PLAW，8和TBDATA命令的1-7項(xiàng)輸入屈服應(yīng)力、切線模量、失效的有效真實(shí)塑性應(yīng)變、應(yīng)變率參數(shù)C、應(yīng)變率參數(shù)P、定義有效全應(yīng)力相對(duì)于有效塑性真應(yīng)變的載荷曲線ID以及定義應(yīng)變率縮放的載荷曲線ID。TB,PLAW,8咖叭y（屈服應(yīng)力）TBDATA,2,E(切線模量)tanTBDATA,3,%（失效時(shí)的有效塑性真應(yīng)變）FTBDATA,4,C（應(yīng)變率參數(shù)）TBDATA,5,P（應(yīng)變率參數(shù)）TBDATA,6,LCID1（定義全真應(yīng)力相對(duì)

10、于塑性真實(shí)應(yīng)變的載荷曲線）TBDATA,7,LCID2（關(guān)于應(yīng)變率縮放的載荷曲線）注一如果采用載荷曲線LCID1,則用TBDATA命令輸入的屈服應(yīng)力和切線模量將被忽略。另外，如果C和P設(shè)為0，則略去應(yīng)變率影響。如果使用LCID2，用TBDATA命令輸入的應(yīng)變率參數(shù)C和P將被覆蓋。只考慮真實(shí)應(yīng)力和真實(shí)應(yīng)變數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)曲線一節(jié)中講述了此種類型的例題。注-例題參看B.2.16，PiecewiseLinearPlasticityExampleHighCarbonSteel。B.2.16.PiecewiseLinearPlasticityExample:HighCarbonSteelMP,ex,1,20

11、7e9!PaMP,nuxy,1,.30MP,dens,1,7830!Nounits!kg/m3TB,PLAW,8TBDATA,1,207e6!Yieldstress(Pa)TBDATA,3,.75!FailurestrainTBDATA,4,40.0TBDATA,5,5.0TBDATA,6,1!C(strainrateparameter)!P(strainrateparameter)!LCIDfortruestressvs.truestrain(seeEDCURVEbelow)*DIM,TruStran,5*DIM,TruStres,5TruStran(1)=0,.08,.16,.4,.75T

12、ruStres(1)=207e6,250e6,275e6,290e6,3000e6EDCURVE,ADD,1,TruStran(l),TruStres(l)7.2.8.1剛性體模型用EDMP命令定義剛性體，例如，定義材料2為剛性體，執(zhí)行：EDMP,RIGIS,2。用指定材料號(hào)定義的所有單元都認(rèn)為是剛性體的一部分。材料號(hào)以及單元的單元類型和實(shí)常數(shù)類型號(hào)用來定義剛體的PARTID。這些PARTID用于定義剛性體的載荷和約束（如第4章所述，Loading）。剛體內(nèi)的單元不必用連接性網(wǎng)格連接。因此，為了在模型中表示多個(gè)獨(dú)立的剛性體。必須定義多個(gè)剛體類型。但是，兩個(gè)獨(dú)立剛體不能共冋使用一個(gè)節(jié)點(diǎn)。使用ED

13、MP命令的冋時(shí),必須用MP命令定義剛體材料類型的楊氏模量（Ex），泊松比（NUXY）和密度（DENS）。必須指定實(shí)際的材料特性值，從而使程序能計(jì)算接觸表面的剛度?；诖嗽?，在顯動(dòng)態(tài)分析中，剛性體不要用不切實(shí)際的楊氏模量或密度，剛體不能再變硬因?yàn)樗咽峭耆珓傆驳?。因?yàn)閯傂泽w的質(zhì)量中心的運(yùn)動(dòng)傳遞到節(jié)點(diǎn)上，所以不能用D命令在剛體上施加約束。剛體的一個(gè)節(jié)點(diǎn)上的約束和初始速度將轉(zhuǎn)換到物體的質(zhì)心。但是，如果約束了多個(gè)節(jié)點(diǎn)，就很難確定使用哪種約束。要正確在剛體上施加約束，使用EDMP命令的平移（VAL1）和轉(zhuǎn)動(dòng)（VAL2）約束參數(shù)域，表示如下：VAL1平移約束參數(shù)（相對(duì)于整體笛卡爾坐標(biāo)系）0沒有約束（缺省

14、）1約束X方向的位移2約束Y方向的位移3約束Z方向的位移4約束X和Y方向的位移5約束Y和Z方向的位移6約束Z和X方向的位移7約束X，Y，Z方向的位移VAL2轉(zhuǎn)動(dòng)約束參數(shù)（相對(duì)于整體笛卡爾坐標(biāo)系）0沒有約束（缺?。┘s束X方向的旋轉(zhuǎn)約束Y方向的旋轉(zhuǎn)約束Z方向的旋轉(zhuǎn)約束X，Y方向的旋轉(zhuǎn)約束Y和Z方向的旋轉(zhuǎn)約束Z和X方向的旋轉(zhuǎn)約束X，Y和Z方向的旋轉(zhuǎn)例如，命令EDMP,IGID,2,7,7將約束材料的剛體單元的所有自由度。在定義剛體之后，可以用EDIPART命令指定慣性特性、質(zhì)量和初始速度矢量。如果沒有定義剛性體的慣性特性，程序?qū)?huì)依據(jù)有限元模型計(jì)算它們。例題參看B.2.25,RigidMateria

15、lExample：Steel。B.2.25.RigidMaterialExample:SteelMP,ex,l,207e9!PaMP,nuxy,1,.3!NounitsMP,dens,1,7580!kg/m3EDMP,rigid,1,7,7性能參數(shù)1、密度：2.102.30*103kg/m32、熔點(diǎn):327r3、熱變形溫度：55C4、維卡軟化點(diǎn)；110C5、熱分解度：415C6、導(dǎo)熱系數(shù)：0.256W/M.K7、表面張力：18.5*10-5&介電常數(shù)（106Hz）:1.8-2.29、拉伸強(qiáng)度：27.6mpa10、斷率伸長(zhǎng)率：238%11、壓縮強(qiáng)度（變形5%）：12.9mpa12、沖擊強(qiáng)度（缺口）：2.KJ/m213、彎曲強(qiáng)