第三章 LS-DYNA材料模型
LS-DYNA-复合材料建模_mat_compos
LS-DYNA 中的正交异性材料
正交弹性常数定义在材料坐标系中. 必须为每一个正交单元，所有的壳以及厚度方向的每 一个积分点定义材料坐标系。坐标系的方向可以在下 面三个地方定义。 • 在材料 (*mat) 中定义 • 见*mat_2 中“AOPT” 的描述 (orthotropic_elastic) • 在单元性质 (*section_shell) 中定义 • 为每一个积分点指定一个 “beta” 角 • 在单元 (*element_shell_beta, *element_solid_ortho)中定
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复合材料模型
论文 “Crashworthiness Analysis with Enhanced Composite Material Models in LS-DYNA - Merits and Limits”, Schweizerhof et al, 5th International LS-DYNA User‘s Conference (1998) 提供了对 LS-DYN 中几种复 合材料模型的研究分析，包括 mat_54, mat_58, and mat_59.
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复合材料建模
正交壳的响应对面内剪切变形和沙漏变形非常敏感， 敏感程度取决于单元坐标系是如何建立的。为了减小 这种敏感性, 强烈推荐在 *control_accuracy 中设置 INN = 2 以调用 “ Invarient Node Numbering”。 对于复合材料，如果在*database_extent_binary 中设 置 CMPFLG (and STRFLG)＝1，则输出的应力和应 变是在材料坐标系中的结果而不是全局坐标系中的结 果。
Ls-dyna定义材料ppt课件
001322
概述 – 材料模型
• • •
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
ANSYS/LS-DYNA 包括有大量的材料模型，几乎对所有应用都有对应 的材料。 相对于 ANSYS隐式分析, ANSYS/LS-DYNA 提供了相当大的材料库 ANSYS/LS-DYNA 提供了 ANSYS implicit中不具备的特性:
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
1. 拾取 Linear Elastic >Orthotropic 2. 输入相关材料常数和密度 3. 输入局部坐标系 ID ，局部坐标系由 EDLCS 命令或以下菜单确 定: Preprocessor: Material Props > Local CS > Create Local CS
– 剪切关系由下式描述:
t G t G ( G G ) e o
– 除了密度 DENS, 还需输入以下参数: • Go = The short term (origin) elastic shear modulus • G • K • 1/ = The long term (infinity) elastic shear modulus = elastic bulk modulus = decay constant
类别1: 各向同性材料应变率无关塑性材料模型 (3) 类别 2: 各向同性应变率相关塑性模型 (5) 类别3: 各向异性应变率相关塑性模型 (3)
LS-DYNA使用指南中文版本
LS-DYNA使用指南中文版本第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序，可以用ANSYS建立模型，用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤组成：1：建立模型（用PREP7前处理器）2：加载并求解（用SOLUTION处理器）3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：·ANSYSBaicAnalyiGuide·ANSYSModelingandMehingGuide使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下，这些设置适合于所要求解的问题。
1.2显式动态分析采用的命令在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和求解。
然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：EDADAPT：激活自适应网格EDASMP：创建部件集合EDBOUND：定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS：指定体积粘性系数EDB某：创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT：指定自适应网格控制EDCGEN：指定接触参数EDCLIST：列出接触实体定义EDCMORE：为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR：定义各种约束EDCONTACT：指定接触面控制EDCPU：指定CPU时间限制EDCRB：合并两个刚体EDCSC：定义是否使用子循环EDCTS：定义质量缩放因子EDCURVE：定义数据曲线EDDAMP：定义系统阻尼EDDC：删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELA某：进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP：指定重启动文件的输出频率（d3dump）EDENERGY：定义能耗控制EDFPLOT：指定载荷标记绘图EDHGLS：定义沙漏系数EDHIST：定义时间历程输出EDHTIME：定义时间历程输出间隔EDINT：定义输出积分点的数目EDIS：定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART：定义刚体惯性EDLCS：定义局部坐标系EDLOAD：定义载荷EDMP：定义材料特性EDNB：定义无反射边界EDNDTSD：清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT：应用旋转坐标节点约束EDOPT：定义输出类型，ANSYS或LS-DYNAEDOUT：定义LS-DYNAASCII输出文件EDPART：创建，更新，列出部件EDPC：选择、显示接触实体EDPL：绘制时间载荷曲线EDPVEL：在部件或部件集合上施加初始速度EDRC：指定刚体/变形体转换开关控制EDRD：刚体和变形体之间的相互转换EDREAD：把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI：为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST：定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL：定义壳单元的计算控制EDSOLV：把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP：定义接触实体的小穿透检查EDSTART：定义分析状态（新分析或是重启动分析）EDTERM：定义中断标准EDTP：按照时间步长大小绘制单元EDVEL：给节点或节点组元施加初始速度EDWELD：定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE：将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL：选择部件集合RIMPORT：把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSRE某PORT：把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM：相加以前分析得到的位移，更新几何模型为变形构型1.3本手册使用指南本手册包含过程和参考信息，可从前到后选择性阅读。
Ls-dyna定义材料ppt课件
Preprocessor: Material Props > Define MAT Model > Add
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Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
2: 选择所要材料模型
– 确保输入正确材料号 – 选择模型所属类别 (如塑性) – 选择需要的材料模型
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GUI 材料输入描述
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
•
所有ANSYS/LS-DYNA支持的材料模型都具有 GUI 格式
•
•
新的 GUI 允许优化材料模型
过滤的 GUI 菜单只要求添加相关数据
001322
GUI 材料输入步骤
2. 熟悉通过 GUI 输入材料数据 3. 对特定材料模型的应用有所了解 4. 学会在显式动力分析中定义材料属性
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概述 – 材料模型
• • •
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Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
ANSYS/LS-DYNA 包括有大量的材料模型，几乎对所有应用都有对应 的材料。 相对于 ANSYS隐式分析, ANSYS/LS-DYNA 提供了相当大的材料库 ANSYS/LS-DYNA 提供了 ANSYS implicit中不具备的特性:
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材料模型 – 线弹性
• 有3种线弹性材料模型:
– 弹性 (各向同性) : 所有方向的材料特性相同 – 正交各向异性 : 特性具有 3 个相互垂直的对称面 – 各向异性 : 材料中各个点处的特性是独立的
LS-DYNA使用指南中文版本
第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序，可以用ANSYS建立模型，用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤组成：1：建立模型（用PREP7前处理器）2：加载并求解（用SOLUTION处理器）3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下，这些设置适合于所要求解的问题。
显式动态分析采用的命令在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和求解。
然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：EDADAPT：激活自适应网格EDASMP：创建部件集合EDBOUND：定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS：指定体积粘性系数EDBX：创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT：指定自适应网格控制EDCGEN：指定接触参数EDCLIST：列出接触实体定义EDCMORE：为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR：定义各种约束EDCONTACT：指定接触面控制EDCPU：指定CPU时间限制EDCRB：合并两个刚体EDCSC：定义是否使用子循环EDCTS：定义质量缩放因子EDCURVE：定义数据曲线EDDAMP：定义系统阻尼EDDC：删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX：进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP：指定重启动文件的输出频率（d3dump）EDENERGY：定义能耗控制EDFPLOT：指定载荷标记绘图EDHGLS：定义沙漏系数EDHIST：定义时间历程输出EDHTIME：定义时间历程输出间隔EDINT：定义输出积分点的数目EDIS：定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART：定义刚体惯性EDLCS：定义局部坐标系EDLOAD：定义载荷EDMP：定义材料特性EDNB：定义无反射边界EDNDTSD：清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT：应用旋转坐标节点约束EDOPT：定义输出类型，ANSYS或LS-DYNAEDOUT：定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART：创建，更新，列出部件EDPC：选择、显示接触实体EDPL：绘制时间载荷曲线EDPVEL：在部件或部件集合上施加初始速度EDRC：指定刚体/变形体转换开关控制EDRD：刚体和变形体之间的相互转换EDREAD：把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI：为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST：定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL：定义壳单元的计算控制EDSOLV：把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP：定义接触实体的小穿透检查EDSTART：定义分析状态（新分析或是重启动分析）EDTERM：定义中断标准EDTP：按照时间步长大小绘制单元EDVEL：给节点或节点组元施加初始速度EDWELD：定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE：将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL：选择部件集合RIMPORT：把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT：把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM：相加以前分析得到的位移，更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径)，请参阅《ANSYS Commands Reference》。
LS-DYNA材料模型及参数
目录1基本的状态方程 (2)1.1EOS_JWL (2)2.2EOS_GRUNEISEN (2)2.3EOS_LINEAR_POL YNOMIAL (3)2.材料模型 (3)2.1MA T_HIGH_EXPLOSIVE_BURN (3)RDX (5)HMX (5)TNT (5)1.2MA T_NULL (5)空气 (6)水 (6)1.3MA T_JOHNSON_COOK (7)紫铜 (8)钢 (8)1.4 MA T_PLASTIC_KINEMATIC (9)钢 (10)高导无氧铜 (10)土壤 (10)1.5MA T_STEINBERG (10)高导无氧铜 (12)1.6MA T_JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS (12)B4C陶瓷 (14)1.7MA T_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE (14)混凝土 (14)3其它材料参数 (15)L Y12CZ铝合金 (15)主要材料模型及参数1基本的状态方程1.1EOS_JWL2.2EOS_GRUNEISEN2.3EOS_LINEAR_POLYNOMIAL (对EOS_GRUNEISEN进行线性化)2.材料模型2.1MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURNRDX密度：1.69E+3 kg/m3；D: 8310m/s；Pcj ：30.45 GpaA:850 Gpa；B: 18 Gpa；R1: 4.6；R2: 1.3；w0.38；E0:10MJ/kgFor（g-cm-us）:*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN1 1.69 8.310 0.3015 0*EOS_JWL1 8.50 0.18 4.6 1.3 0.38 10 e-02 1.00 HMX密度：1.891 E+3 kg/m3, D：9910m/s，Pcj：42Gpa,A：778.3 Gpa；B：7. 1 Gpa；R1：4.1；R2：1.00；w0：30；E0：10. 5 MJ/kgFor（g-cm-us）:*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN1 1.89 9.910 0.42 0*EOS_JWL1 7.783 0.071 4.2 1.0 0.30 10.5 e-02 1.00TNT密度：1.63 E+3 kg/m3；D：6930 m/s；Pcj：27 Gpa：A：371.2 Gpa；B：3.21 Gpa；R1：4.15；R2：0.95；w0：30 E0:4.29 MJ/kgFor（g-cm-us）:*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN1 1.63 6.930 0.27 0*EOS_JWL1 3.713 0.0743 4.15 0.95 0.30 7.0 e-02 1.001.2MAT_NULL空气*MAT_NULLRO=1.25 kg/m3, PC= -1.0pa（<0）, MU=1. 7456E-5（动力粘性系数）*EOS_LINEAR_POLYNOMIAL1 ，0 Gpa，0 Gpa，0 Gpa，0，0.4 ，0.4 ，0253312.5， 1.0*MAT_NULL3 0.125e-02 -1.0E-12 1.749E-7 00000 0000 00 00 *EOS_GRUNEISEN3 0.3444 00000 0000 00000 1.40 00 0000/*EOS_LINEAR_POL YNOMIAL3 0 0 0 0 0.4 0.4 02.5000E-6 1水*MAT_NULL1, RO=998.21 kg/m3，PC= -10.0 pa，MU=0.8684E-3, 0, 0, 0, 0C:1480m/s，S1: 2.56，S2 :-1.986，S3 :0.2268, γ:0.4934，A:0.47，E0:0V0:1For（g-cm-us）:*MAT_NULL1 0.998 -1.0E-11 0.8684E-5 00000 0000 00 00 *EOS_GRUNEISEN1 1.65 1.92 -0.096 00000 0.350 00 00001.3MAT_JOHNSON_COOK紫铜EX=1.19*MAT_JOHNSON_COOK1 8.96000 0.460.900E-03 2.920E-03 0.310 0.250E-01 1.09 0.1356E+04 210 0.100E-050.383E-05 -9.00E+00 3.00 0.00 3.00 0.00 0.00 0.000.00*EOS_GRUNEISEN1 0.394 1.489 0.00 0.00 2.02 0.47 0.001.00钢EX=2.0*MAT_JOHNSON_COOK2 9.96000 0.460.900E-03 2.920E-03 0.310 0.25E-01 1.09 0.136E+04 210 0.100E-05 0.383E-05 -9.00E+00 3.00 0.00 3.00 0.00 0.00 0.000.00*EOS_GRUNEISEN1 0.394 1.489 0.00 0.00 2.02 0.47 0.001.001.4 MAT_PLASTIC_KINEMATIC钢*MAT_PLASTIC_KINEMA TIC4 7.83 2.07 0.300 0.400E-02 5.00E-02 1.000.00 0.00 0.00高导无氧铜*MAT_PLASTIC_KINEMA TIC1 8.93 1.17 0.350000 0.400E-02 0.100E-02 1.000.00 0.00 0.00土壤*MAT_PLASTIC_KINEMA TIC1 7.80 2.1 0.300 0.023 0. 0240. 1.000 0 01.5MAT_STEINBERG高导无氧铜*MAT_STEINBERG2 8.93 0.477 0.120E-02 36.0 0.450 0.00 0.640E-02 2.83 2.83 0.377E-03 0.100E-02 63.5 0.179E+04 2.02 1.50 -9.00 3.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.000.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00*EOS_GRUNEISEN2 0.394 1.49 0.00 0.00 2.02 0.470 0.001.001.6MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICSB4C陶瓷*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS2 2510e-6 197e+3 0.927 0.7 0.005 0.85 0.671.0 260 0.2 19e+3 8.71e+3 1.00.001 0.5 233e+3 -593e+3 28e+5 0.11.7MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 混凝土$*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE$ 1 0.311E+04 20.87E+9 0.79 1.60 0.007 0.61 72E6 $ 5.2E6 1E-6 0.01 7.0 16E6 0.001 8E8 0.10$ 0.04 1.0 85E9 -171E9 208E93其它材料参数LY12CZ铝合金抗拉强度MPa 5240.2%屈服强度MPa462伸长率％11体膨胀系数m3(.m3.K)－168*10-620°C体积电导率％IACS33 20°C电阻率N .M 52.2 强性模具E/GPa 71硬度HB140-150密度KG.m-32810。
部分详细的lsdyna材料.pdf
DTMIN 参数一起作用可以调用基于时间步长的失效准则，这种准则用于 体单元和厚壳单元
有些材料模型有自己的失效准则,例如., 塑性模型的有效塑性应变 基于时间 复合材料基于应力的失效准则
对于单点积分的体单元，使用关键字 *MAT_ADD_EROSION可以在任何材料
模型中增加各种各样的失效准则如压力, 应力, 或者基于应变的准则l
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关于壳失效的附加注释
沿厚度方向的积分点能够渐进地失效，当某一个积分点满足
被开发和更新中.
非线性材料的性质不容易得到. 通过参照文献来发现材料数据可能很困难. 可能需要进行专门的材料测试.
许多材料模型复杂和不容易理解，文献也很少.
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LS-DYNA中的各种材料模型
Elastic Elastic-Plastic Orthotropic/Anisotropic Hyperelastic (Rubber) Foams Composites Viscoelastic Heart/Lung
f >0
f <0
Elastic domain
σ1
Yield surface,
f =0
10
单轴拉伸数据的说明
金属材料建模
11
概要
Q 假设我们已经从单轴拉伸实验得到了力－变形曲线，通过下面的处理可 以得到弹－塑性材料的性质 Q 产生工程应力/工程应变 Q 产生真实应力/真实应变 Q 清除弹性应变得到有效应力/有效塑性应变曲线
LS-DYNA使用指南中文版本
第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。
用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。
使用本程序，可以用ANSYS建立模型，用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。
也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。
1.1显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤组成：1：建立模型（用PREP7前处理器）2：加载并求解（用SOLUTION处理器）3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。
没有详细论述上面的三个步骤。
如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。
如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。
多数情况下，这些设置适合于所要求解的问题。
1.2显式动态分析采用的命令在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。
同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和求解。
然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：EDADAPT：激活自适应网格EDASMP：创建部件集合EDBOUND：定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS：指定体积粘性系数EDBX：创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT：指定自适应网格控制EDCGEN：指定接触参数EDCLIST：列出接触实体定义EDCMORE：为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR：定义各种约束EDCONTACT：指定接触面控制EDCPU：指定CPU时间限制EDCRB：合并两个刚体EDCSC：定义是否使用子循环EDCTS：定义质量缩放因子EDCURVE：定义数据曲线EDDAMP：定义系统阻尼EDDC：删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX：进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP：指定重启动文件的输出频率（d3dump）EDENERGY：定义能耗控制EDFPLOT：指定载荷标记绘图EDHGLS：定义沙漏系数EDHIST：定义时间历程输出EDHTIME：定义时间历程输出间隔EDINT：定义输出积分点的数目EDIS：定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART：定义刚体惯性EDLCS：定义局部坐标系EDLOAD：定义载荷EDMP：定义材料特性EDNB：定义无反射边界EDNDTSD：清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT：应用旋转坐标节点约束EDOPT：定义输出类型，ANSYS或LS-DYNAEDOUT：定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART：创建，更新，列出部件EDPC：选择、显示接触实体EDPL：绘制时间载荷曲线EDPVEL：在部件或部件集合上施加初始速度EDRC：指定刚体/变形体转换开关控制EDRD：刚体和变形体之间的相互转换EDREAD：把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI：为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST：定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL：定义壳单元的计算控制EDSOLV：把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP：定义接触实体的小穿透检查EDSTART：定义分析状态（新分析或是重启动分析）EDTERM：定义中断标准EDTP：按照时间步长大小绘制单元EDVEL：给节点或节点组元施加初始速度EDWELD：定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE：将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL：选择部件集合RIMPORT：把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT：把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM：相加以前分析得到的位移，更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径)，请参阅《ANSYS Commands Reference》。
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应变率影响 35XF-LT, Low Carbon Steel
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Байду номын сангаас
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 Strain rate dependent plasticity » 曲线：屈服应力对有效应变率
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62 *MAT_VISCOUS_FOAM
粘性泡沫 : • 在碰撞模拟中吸能泡沫常用于模拟吸能材料（例 如假人） • 仅用于压缩载荷下的实体模型 • 由平行的非线性弹簧和粘性阻尼构成 • 需要有DENS, EX (初始杨氏模量E1) 和 NUXY • 弹性刚度E’ 定义为: E’ = E1 V-n1 其中 n1 是弹性刚度幂率 • 粘性系数V’ 定义为: V’ = V2 |1-V|n2 其中 V2 = 初始粘度系数 n2 = 粘度系数幂率
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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
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金属
1 *MAT_ELASTIC 3 *MAT_PLASTIC_KINEMATIC 24 *MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY
*MAT_ORTHOTROPIC_ELASTIC *MAT_ANISOTROPIC_ELASTIC *MAT_ELASTIC_PLASTIC_HYDRO *MAT_STEINBERG *MAT_ISOTROPIC_ELASTIC_PLASTIC *MAT_JOHNSON_COOK *MAT_ORIENTED_CRACK *MAT_POWER_LAW_PLASTICITY *MAT_STRAIN_RATE_DEPENDENT *MAT_PLASTICITY_WITH_DAMAGE ---*MAT_RESULTANT_PLASTICITY *MAT_CLOSED_FORM_SHELL_PLASTICITY *MAT_BARLAT_ANISOTROPIC_PLASTICITY *MAT_PLASTIC_GREEN-NAGHDI_RATE *MAT_3-PARAMETER-BARLAT *MAT_TRANSVERSELY_ANISOTROPIC *MAT_BAMMAN_DAMAGE *MAT_RATE_SENSITIVE_POWERLAW *MAT_MODIFIED_ZERILLI_ARMSTRONG
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体积应变和压力
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 相对体积定义为当前体积与初始体积的比值 列表数据应该以压缩增加的方式排列 如果压力降低到切断值，则保持为该值
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体积应变和压力
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体积应变和压力
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其它常用的材料模式
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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
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53 *MAT_CLOSED_CELL_FOAM
闭室泡沫: • 开发用于低密度聚氨酯 (常用于船用集装箱及汽车设计中的 冲击限制物建模) • 要输入DENS, EX, 初始泡沫压力Po, 泡沫聚合密度比率 • 包括封闭气压效应 • NUXY 趋向于零 • 屈服条件: y = a + b(1+c ) • 其中 a, b和c 为实验确定的参数, = V/ Vo + o - 1 • 其中 V 是当前体积, Vo 是初始体积, o 是初始体积应 变
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» *MAT_ADD_EROSION 一点积分的体单元 压力、各种应力和应变准则
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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 是一些金属材料 » 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 与材料晶体结构有关 » SRE 能影响失效应变 » SRE 对低碳钢影响尤其大
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3、材料模型
第七章 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 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
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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
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57 *MAT_LOW_DENSITY_FOAM
• 低密度泡沫 :
– – – – – – – – – – – – 主要用于模拟汽车座位垫，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 需要输入密度DENS和弹性模量EX 采用载荷曲线标识号(LCID)输入应力应变行为 对于压缩，模型用可能的能量耗散来假设材料的滞后行为 对于拉伸，直到拉伸截止应力以前模型均表现为线性行为 NUXY 近似的设为零 使用滞后卸载时，如果衰减常数 = 0 ，重新加载将会沿卸载曲线进行 如果非零, 初始载荷由1- e-t决定，可用粘性系数(0.05-0.5)模拟阻尼效应 体积粘度如果标记为1，则被激活 滞后卸载使用形状卸载因数，数值上小于1－能量耗散 输入的滞后卸载(HU)因数在0到1之间，如果HU=1 ，就没有能量耗散
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: 0.49 < < 0.50 应变能函数
» I, J 应力不变量
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87 *MAT_CELLULAR_RUBBER
仅对体单元
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泡沫材料
能量耗散 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。泡沫卸载沿着加载路径
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泡沫
5 *MAT_SOIL_AND_FOAM 14 *MAT_SOIL_AND_FOAM_FAILURE 26 *MAT_HONEYCOMB 38 *MAT_BLATZ_FO_FOAM 53 *MAT_CLOSED_CELL_FOAM 57 *MAT_LOW_DENSITY_FOAM 62 *MAT_VISCOUS_FOAM 63 *MAT_CRUSHABLE_FOAM 75 *MAT_BILKHU/DUBOIS_FOAM 83 *MAT_FU_CHANG_FOAM 仅对体单元
其中 V 为当前体积和初始体积之比
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26 *MAT_HONEYCOMB
蜂窝材料 : • 正交各向异性可压碎泡沫为侧面冲击缓冲器前端 材料和航空结构而开发 • 可以分别定义法向应力和剪切应力的非线性行为 • 需要DENS, EX, NUXY和粘性系数 • 需输入完全压紧的蜂房的屈服应力和体积 • 需输入弹性模量和每个正交方向上的应力与相对 体积或体积应变载荷曲线
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63 *MAT_CRUSHABLE_FOAM 可压碎泡沫 :
• 用于可永久压服的材料（如聚苯乙烯固体） • 可选择粘性阻尼和截止张力（撕裂） • 卸载认为是完全弹性过程 • 拉伸按照完全弹塑性处理 • 需DENS, EX, NUXY • 需输入定义屈服应力与体积应变的载荷曲线 • 体积应变 为: = 1 – V
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橡胶
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_RUBBER 27 *MAT_MOONEY-RIVLIN_RUBBER 31 *MAT_FRAZER-NASH_RUBBER 77 *MAT_HYPERELASTIC_RUBBER 77 *MAT_OGDEN_RUBBER 87 *MAT_CELLULAR_RUBBER
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该模型可以得到稍微可压缩的超弹性材料. 常用于大应变的橡胶材料. 程序中,可以用单轴拉伸实验的结果和轴向标距, 以及轴力与标距长度改变量代替输入参数A和B.
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27 *MAT_MOONEY-RIVLIN_RUBBER
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31 *MAT_FRAZER-NASH_RUBBER
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3 *MAT_PLASTIC_KINEMATIC
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硬化
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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-Symonds SRE 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
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7 *MAT_BLATZ-KO_RUBBER
体和壳 用于接近不可压缩橡胶材料 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 应力与Cauchy 应力之间有转换 公式 该模型常用于表达中等程度大应变的橡胶特性.输入剪 切模量可以得到一种稍微可压的材料.没有详细数据时 可选用该模型.更加完善的橡胶超弹性材料是27和31号 材料. 登录协同仿真时代
*mat_null+EOS(常见流体) *mat_high_explosive+EOS（炸药） *MAT_ELASTIC_PLASTIC_HYDRO+EOS（固体在高应变率下 的流体表现） *mat_3-parameter_barlat（三参数的BARLAT各向异性塑性金属 材料） *mat_transversely_elastic_plastic（横向各向异性金属材料） *mat_fabric（气囊、丝织物） *mat_composite_failure_options_model（实体或壳复合材料） *mat_seatbelt（安全带材料） *mat_thermal_options （材料热物理参数） *user_defined_material_models（用户自定义材料的参数输入）