第7章-LS-DYNA材料模型之金属、橡胶、泡沫.ppt

第七章材料,基本的材料行为和特性金属橡胶泡沫,材料对获得有用的仿真结果而言，材料的行为和特性可能是最令人头痛的(老师的观点)非线性材料的行为经常通过新的研究来更新非线性材料的特性是不容易获得的常需采用简化模型,基本的材料行为弹塑性材料,基本材料行为,软化只要一个单元达到屈服，所有其他的单元将象屈服单元一样在应力-应变曲线上进行弹性卸载简单的例子有两弹簧的LPM,材料失效失效的单元不再承担任何载荷，记录在d3plot文件中，所以可以在显示中删除.材料失效的方式最小时间步-当一单元扭曲时，时间步降低，严重的扭曲单元常表明材料已失效，只承担小的载荷。然而，这些扭曲的单元控制CPU的开销和运行时间，删除这些单元可使时间步增大。塑性应变失效应力*MAT_ADD_EROSION-一点积分的体单元-压力、各种应力和应变准则,保险板失效,保险板失效,应变率影响应变率影响（动力影响）-SRE迅速加载可能导致材料特性的改变，特别是钢材料应变率=材料变形的变化率实验室实验是准静态，实际应用是动态SRE主要支配小应变(5%)和低碳钢SRE能影响失效应变,应变率影响,35XF-LT,LowCarbonSteel,应变率影响Cowper-Symonds由应变率相关因子缩放屈服应力Johnson-Cook由有效塑性应变率因子缩放流动应力General由应变率相关因子缩放屈服应力曲线：缩放因子对应变率Strainratedependentplasticity曲线：屈服应力对有效应变率,增加了复杂性各向异性,多层材料,其他材料,材料类型复合材料陶瓷纺织品泡沫玻璃金属塑料橡胶土壤/混凝土,通用材料-金属-橡胶-泡沫,金属1*MAT_ELASTIC3*MAT_PLASTIC_KINEMATIC24*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY*MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC*MAT_RESULTANT_PLASTICITY*MAT_ANISOTROPIC_ELASTIC*MAT_CLOSED_FORM_SHELL_PLASTICITY*MAT_ELASTIC_PLASTIC_HYDRO*MAT_BARLAT_ANISOTROPIC_PLASTICITY*MAT_STEINBERG*MAT_PLASTIC_GREEN-NAGHDI_RATE*MAT_ISOTROPIC_ELASTIC_PLASTIC*MAT_3-PARAMETER-BARLAT*MAT_JOHNSON_COOK*MAT_TRANSVERSELY_ANISOTROPIC*MAT_ORIENTED_CRACK*MAT_BAMMAN_DAMAGE*MAT_POWER_LAW_PLASTICITY*MAT_RATE_SENSITIVE_POWERLAW*MAT_STRAIN_RATE_DEPENDENT*MAT_MODIFIED_ZERILLI_ARMSTRONG*MAT_PLASTICITY_WITH_DAMAGE-更多其它的,1*MAT_ELASTIC定义线性材料适用：梁，壳，体，厚壳输入密度杨氏模量泊松比对于Bel-Schwer梁的轴向和弯曲阻尼,3*MAT_PLASTIC_KINEMATIC定义一个双线性规则的材料适用：梁，壳，体，厚壳输入密度屈服应力杨氏模量切线模量泊松比硬化参数Cowper-Symonds应变率影响可获得粘塑性公式基于失效应变的单元删除,3*MAT_PLASTIC_KINEMATIC,硬化,24*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY定义双线性规则或任意应力应变曲线适用：梁，壳，体，厚壳输入密度屈服应力杨氏模量切线模量或应力应变曲线泊松比Cowper-SymondsSRE或任意应变率相关可获得粘塑性公式基于塑性应变或最小时间步的单元删除,材料特性例子,橡胶超弹性材料(somethingreallystretchy)响应与路径无关通常认为是不可压缩的，因为体积模量在数量上远远超过剪切模量7*MAT_BLATZ-KO_RUBBER27*MAT_MOONEY-RIVLIN_RUBBER31*MAT_FRAZER-NASH_RUBBER77*MAT_HYPERELASTIC_RUBBER77*MAT_OGDEN_RUBBER87*MAT_CELLULAR_RUBBER,7*MAT_BLATZ-KO_RUBBER体和壳几乎不可压缩的连续橡胶泊松比固定为0.463输入密度剪切模量适合聚氨酯橡胶第二Piola-Kirchoff应力转换为Cauchy应力,27*MAT_MOONEY-RIVLIN_RUBBER体和壳Frazer-Nash橡胶模型的简化泊松比(建议0.49)两常数:A和B应变能密度函数I,II,III为Cauchy-Green张量不变量C=0.5A+B2(A+B)=线弹性的剪切模量如果A=B=0.0，则通过最小二乘法对thentheyarecalculatedusingaleastsquarefitfromuniaxialdataviaaloadcurve(A和B将在d3hsp中输出),27*MAT_MOONEY-RIVLIN_RUBBER,Uniaxial数据输入选项,31*MAT_FRAZER-NASH_RUBBER仅对体单元超弹性规则的改进形式由Kedington于1988年描述泊松比:0.490.50应变能函数I,J应力不变量输入常数或力对测量长度的改变,87*MAT_CELLULAR_RUBBER仅对体单元,Mooney-Rivlin拉伸棒实验,标题*KEYWORD*TITLEMooney-Rivlinrubbertensilebartest-singlesolidelement$Run1$-originalmodelfromBradMaker(LSTC)$-clean-updeck$-slightmodificationstobetterdocumentexample$J.D.Reid$Units:lbf-s2/in,in,s,lbf,psi,lbf-in,定义节点和单元,定义边界条件,定义横截面,定义Parts和Sections,定义材料,定义材料,结果,结果,结果,能量耗散这些材料的响应与路径有关土壤和可压缩的泡沫代表一类当被压缩或压紧时变硬的材料比如，土壤，当颗粒间有空间时有一确定的刚度，当压缩时，材料变硬，土壤的卸载呈现线性，土壤不能承担拉伸载荷多孔泡沫有相似的行为，硬度更低，直到孔被压缩。泡沫卸栽沿着加载路径,泡沫材料,泡沫5*MAT_SOIL_AND_FOAM14*MAT_SOIL_AND_FOAM_FAILURE26*MAT_HONEYCOMB38*MAT_BLATZ_FO_FOAM53*MAT_CLOSED_CELL_FOAM57*MAT_LOW_DENSITY_FOAM62*MAT_VISCOUS_FOAM63*MAT_CRUSHABLE_FOAM75*MAT_BILKHU/DUBOIS_FOAM83*MAT_FU_CHANG_FOAM仅对体单元,泡沫泡沫部件相对周围的结构是非常软的因此，接触力常常在泡沫部件中导致沙漏出现，特别是模型网格较粗糙时所以，全积分体单元是最好的选择，在开始时排除沙漏问题,常用的泡沫材料26*MAT_HONEYCOMB散热器，移动变形屏障radiators,movingdeformablebarriers正交各向异性材料(不同方向不同的压服强度)57*MAT_LOW_DENSITY_FOAM座位垫，侧面冲击假人的填料有hysteretic应力-应变行为，但能接近恢复到原始形状的材料62*MAT_VISCOUS_FOAM基于某一碰撞假人的吸收能量的泡沫63*MAT_CRUSHABLE_FOAM具有永久压服的材料(如expandedpolystyrene,ureaformaldehyde泡沫),泡沫材料模型例子,定义节点和单元,定义运动,定义Parts和Sections,定义材料,*MAT_SOIL_AND_FOAM,压缩中压力为正体积应变定义为相对体积的自然对数，压缩中为负相对体积定