LS-DYNA(ANSYS)中文培训标准教程_3.ppt

1、材料的定义，第3-1章，March 7，2002 inventory # 0016303-2，材料的定义本章目标，本章的内容定义ANSYS/LS-DYNA中的材料模式的选择标题：现有的材料模型ANSYSLS-DYNA材料的图形操作输入材料数据线弹性材料非线性弹性材料塑性材料应变率非各向同性塑性材料应变率相关各向同性塑性材料应变率相关各向异性塑性材料压力相关塑性材料温度敏感塑性材料状态方程模型，March 7，2002 inventory # 001630-3，材料定义本章目标，标题(续) :空材料损伤模型发泡材料离散单元性质搜索单元性质刚性材料一般材料定义指导材料定义练习，March 7，20

2、02 inventory材料的定义a .可用的材料模型。 ANSYS/LS-DYNA支持隐式大于ANSYS的材料库，因此几乎可以模拟实际问题。 ANSYS/LS-DYNA材料库包括考虑了应变破坏的应变率相关塑性材料模型的温度关联、温度敏感性塑性材料模型的状态方程式、空材料模型(鸟的碰撞分析等)等， 为了方便使用，这些材料模型提供了许多特性，包括5对GUI菜单： linearnonlinearequationofstatediscreteelementpropertiesrigidmaterials，march7， 材料定义分为2002 inventory # 0016303 b.ANSYS/l

3、s-dyna材料图形用户界面，材料GUI目录树结构与隐式ANSYS匹配，March 7，2002 inventory # 001630 - 2002inventory#0016303-7材料定义ANSYS/LS-DYNA材料图形用户界面， 材料输入方法简单准确的图形用户界面禁止温度变化引起的密度输入MPMOD和MPUNDO命令不使用图形用户界面直接批处理输入方法(w march7， 2002inventory#0016303-8、材料定义c .输入材料数据，ANSYS/LS-DYNA的大部分材料必须输入密度(DENS )、杨氏模量(EX )和泊松比。 对于ANSYS/LS-DYNA，必须在某些

4、材料模型中输入载荷曲线。 这些曲线用于定义材料的两个变量之间的关系，如屈服应力相对于塑性应变的变化。使用两组阵列和EDCURVE，载荷曲线： preprocessormaterialpropscurveoptions.通常，应力应变数据表示真正的应力和真正的应变格式，March 7，2002 inventory # 0016303-9 使用LIST或EDCURVE，PLOT命令检查应力应变数据，march7， 2002inventory#001630-10，材料定义d .线弹性材料， 线弹性材料中包含的4种不同的材料模型：流体：充满流体的容器在冲击负荷下的弹性特性各向同性3360材料特性各方向

5、相同正交各向异性：三个相互正交对称的平面上的性质各向异性：材料中的一点的性质与材料中的位置无关，线弹性材料不发生塑性变形而完全氟的定律是：流体： EDMP、FLUID、MAT、k弹性流体模型要求输入DENS (密度)、k (体积弹性模量)可以直接用EDMP命令输入体积弹性模量，或者根据EX和NUXY的值用下式自动修正：march7的材料的定义. 线弹性各向同性：大多数工程材料(例如钢)可根据各向同性的DENS、EX、NUXY定义使各向异性： EDMP正交。 ORTHO正交各向异性材料由9个独立的常数和DENS定义的横各向同性材料(正交各向异性的一个特例)由5个独立的常数(EXX，EZZ，NUX

6、Y， NUXZ，GXY )和DENS定义正交各向异性材料的定义相对于EDLCS命令中定义的坐标系编号为： preprocessor : materialpropslocalcscreatelocalcs各向异性： EDMP，ORTHO和TB。 ANEL各向异性材料根据21个相互独立的残奥仪表和DENS定义，使用局部坐标系(EDLCS )和数据表(TB，ANEL )、march7， 2002inventory#001630-12材料定义e .使用非线性弹性材料的非线性弹性材料有三种材料模型： Blatz-Ko模型：可压缩发泡材料(例如聚氨酯橡胶) Mooney-Rivlin模型3360非压缩所有

7、超弹性材料(Blatz-Ko和Mooney-Rivlin )的应变都是可逆的，但粘弹性材料的粘性部分的应变是不可逆的，而弹性应变部分是可逆的。 Blatz-Ko超弹性模型： Blatz-Ko材料模型仅输入DENS和GXY材料响应即可使用应变能密度函数，因为压缩后的橡胶材料ANSYS/LS-DYNA仅用于将泊松比(NUXY )自动设定为0.463 March 7 2002 Inventory #001630 3-13，材料的定义. 非线性弹性材料，Mooney-Rivlin超弹性材料： TB，MOONEY，TBOPT定义非压缩橡胶的材料响应和ANSYS的和常数C10和C01保证了不压缩性NUXY

8、可以直接输入在0.49和0.50之间取的值Mooney-Rivlin系数(TBOPT=0)，或者需要通过基于LS-DYNA的测试数据的校正运算而得到(TBOPT=2)。 在后者的情况下，例如如下所示为： TB，MOONEY，1，2！ 材料1的修正数为TBDATA、1、0.0、0.0！ C10和C01被设置为零TB数据、3、L0、w和t。 样品的原始长度、宽度和厚度TBDATA、6、LCID！ 如果长度变化和力载荷曲线数据注：w和t都为1.0，则LCID=工程应力vs .应变材料响应由应变能量密度函数w定义： 1，2和3是应变不变量，k是体积弹性模量。march7， 2002inventory#

9、0016303-14、材料的定义. 非线性弹性材料、粘弹性材料： TB、EVISC等材料具有弹性(可变形恢复)部分和粘性(不可变形恢复)部分，用于类玻璃材料和火箭固体燃料等的剪切关系，密度DENS 您必须输入以下残奥表： Go=短期(初始)弹性剪切模量G=长期(无限)弹性剪切模量K=弹性体积模量1/=衰减常数March 7，2002 inventory # 001630-15根据要分析的材料类型、应用区域和材料常数的可用性选择特定塑性模型的步骤。 塑性模型可分为5种3360分类1 :与应变率和塑性无关的各向同性材料分类23360应变率和与塑性无关的各向异性材料分类43360与压力有关的塑性分类

10、53360温敏塑性对分析材料选择正确的分类很重要，在某个分类内选择特定的模型是很重要的March 7，2002 inventory # 001630-16，材料定义. 塑料材料，大多数非线性有限元分析精度的关键是材料常数的质量。 为了得到最好的结果，应该从材料供给者那里得到材料常数，或者进行材料特性分析。 对于某些塑性模型，需要输入附加的状态方程(EOS )。 在介绍了所有塑性模型之后，我们将详细讨论这些方程式。 march7， 2002inventory#0016303-17，材料的定义g .应变率与各向同性塑料材料无关，与类别1:应变率和塑性无关的各向同性材料1a:经典的双线性各向同性硬化

11、(BKIN) 1b:经典的双线性各向同性硬化(bkin ) BKIN和BISO : TB、BKIN和TB、BISO这些模型通常用于成形持续时间较长的过程(金属板等)的两个模型都有两个斜率、弹性模量(EX )和切线率(ETAN )，表示材料的应力应变行为。 在BKIN和BISO模型中输入的关残奥参数是相同的： MP命令定义DENS、EX、NUXY TB和TBDATA命令定义屈服应力和切线模量、march7， 2002inventory#001630-18材料的定义.应变率不依赖于各向同性塑性的追随硬化假说二次屈服是2y各向同性硬化假说二次屈服是2max BISO模型允许的温度相关：预加热负荷分析

12、和热过渡分析(参照第2-1章)指定的6个温度条件下的材料数据使用MPDATA、TBTEMP和TBDATA设定高屈服应力模拟热弹性材料、marra的2002 Inventory #001630 3-19， 类别23360应变率和塑性相关的各向同性材料2a:塑性跟踪：带失效应变的Cowper-Symonds模型2b:应变率硬化：强度和带硬化系数的Cowper-Symonds模型2c:段直线：多直线曲线和失效应变s模型2d:效率相关3360负荷曲线和断裂应力定义应变率2e:应变率敏感3360超塑性成形的Ramburgh-Osgood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

13、 - 2c利用Cowper-Symonds模型， 模型的屈服应力为：材料定义为h .与应变率相关的各向同性塑料材料，c和p为Cowper-Symonds应变率残奥计。 March 7，2002 inventory # 001630-20，塑性跟随： TB，PLAW，1双线性硬化塑性(y和ETAN )硬化残奥计为0的材料的定义.应变率相关各向同性塑料材料。 其中，0是初始屈服应力，peff是有效塑性应变，Ep是塑性硬化弹性模量，由该式决定：March 7，2002 inventory # 001630-21、材料的定义。 具有效率硬化屈服应力3:其中e为弹性应变，所述效率硬化屈服应力3360应由

14、PLAW、4双线性各向同性强化的塑性行为强度系数k和硬化系数n来定义。、march7， 2002inventory#001630-22，材料定义.应变率相关各向同性塑料材料，分段线性： TB，PLAW，8模型在修正计算时非常有效，通常用于碰撞分析和ANSYS的MISO模型将有效真应力和有效真应力负荷曲线确保Cowper-Symonds模型按比例缩放要删除的单元格屈服面。 March 7，2002 inventory # 001630-23材料的定义.应变率相关： TB、PLAW、5是最常见的应变率相关的塑性模型，弹性模量(e )、屈服应力(y )、切线率(ETAN )、失效应力(FAIL )

15、赋予塑性应变率后的屈服应力在如下定义的：中lcid1=definesyasafunctionoflcid2=defineseasafunctionoflcid3=definesetanasfunctionoflcid4=d 应变率相关各向同性塑性材料，应变率敏感性： TB，PLAW， Ramburgh-Osgood本构关系的屈服应力如下所示。 其中，k是材料系数，m是硬化系数，n是应变率残奥计、应变率。march7， 2002inventory#0016303-25，材料定义I .应变率相关各向异性塑料材料， 类别：应变率相关各向异性塑料材料3a:横向各向异性：应变率相关Hills屈服准则3b: 3残奥仪Barlat:正交各向异性模型3c: Barlat各向异性：三维连续体成形各向异性模型性成形中使用的极限图硬化模型3a用于模拟以往的各向异性材料的高应变率成形工艺模型3b和ALCOA开发的金属铝专用的