*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY(分段彈塑性材料)是LS-DYNA中的24號(hào)材料模型,材料卡片為MAT24。
1.材料介紹
MAT24是一種常用的彈塑性材料模型,它可以通過(guò)應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn)或應(yīng)變率效應(yīng)的函數(shù)來(lái)定義材料的應(yīng)變率效應(yīng)。在MAT24材料模型模型中,材料的力學(xué)特性由彈性和塑性定義,由于材料在彈性應(yīng)變階段應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)斜率相同(彈性模量),所以在材料應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)輸入中僅需要輸入塑性段應(yīng)力應(yīng)變曲線(xiàn);輸入曲線(xiàn)如下所示。
應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)轉(zhuǎn)化示意圖
上圖中的曲線(xiàn)為去掉彈性階段的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn),只保留塑性段應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn),又稱(chēng)之為有效應(yīng)力-有效塑性應(yīng)變曲線(xiàn)。
2.材料本構(gòu)
*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY是LS-DYNA中應(yīng)用最廣泛的彈塑性材料模型,該模型特點(diǎn)如下:
①支持雙線(xiàn)性彈塑性模型或使用多至8對(duì)有效應(yīng)力-有效塑性應(yīng)變曲線(xiàn)。
②應(yīng)變率采用Cowper-Symonds模型縮放屈服應(yīng)力,或定義屈服應(yīng)力縮放因子-應(yīng)變率曲線(xiàn),或采用一族應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)定義應(yīng)變率的影響。
Cowper-Symonds模型:
(1)如果粘塑性選項(xiàng)處于活動(dòng)狀態(tài)(VP=1.0),并且SIGY>0,則根據(jù)靜態(tài)應(yīng)力之和計(jì)算動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力。
(2)使用塑性應(yīng)變率定義,如果SIGY=0時(shí)使用以下方程代替。
如果超出所定義的塑性應(yīng)變范圍,LS-DYNA會(huì)自動(dòng)提供向外插值的功能。但需要注意的是,需要保證材料在高應(yīng)變下的屈服應(yīng)力插值不能為負(fù)值,同時(shí),不同應(yīng)變率曲線(xiàn)的外插不能出現(xiàn)相交的情況,否則都會(huì)引起數(shù)值計(jì)算的不穩(wěn)定。
*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY模型的失效準(zhǔn)則采用有效塑性應(yīng)變或最小時(shí)間步長(zhǎng)。
3.材料參數(shù)設(shè)置
ID:材料ID;
RO:質(zhì)量密度;
E:楊氏模量;
PR:泊松比;
SIGY:屈服應(yīng)力;
ETAN:切線(xiàn)模量;
FAIL:失效標(biāo)識(shí);
TDEL:自動(dòng)單元?jiǎng)h除的最小時(shí)間步長(zhǎng);
C:應(yīng)變率參數(shù)C;
P:應(yīng)變率參數(shù)P;
LCSS:負(fù)載曲線(xiàn)或者表格ID;
LCSR:應(yīng)變率變化曲線(xiàn)對(duì)屈服應(yīng)力影響的表格ID;
VP:應(yīng)變率公式;
EPS1-EPS8:有效塑性應(yīng)變值;
ES1-ES8:EPS1-EPS8對(duì)應(yīng)的屈服應(yīng)力值;
