7.2.1.1各向同性弹性模型
各向同性弹性模型。使用MP命令输入所需参数:
MP,DENS—密度
MP,EX—弹性模量
MP,NUXY—泊松比
此部分例题参看B.2.1,Isotropic Elastic Example:High Carbon Steel。
7.2.1.2正交各向异性弹性模型
正交各向异性弹性模型。用MP命令输入所需参数:
MP,DENS—密度
MP,EX—弹性模量(EY,EZ);需一值
MP,NUXY—从泊松比(NUXY,NUXZ);需一值或
MP,PRXY—主泊松比(PRYZ,PRXZ);需一值
MP,GXY—剪切模量(GYZ,GXZ);需一值
当仅给定一个值时(例如,EX)其它值将自动定义(EY=EZ=EX)。用EDLCS和EDMP,ORTHO命令定义材料坐标系统。如果没有给定材料坐标系统,材料特性将单元的I,J,L节点定义的材料轴保持正交各向异性(参看下图)。对于多层复合壳,用TB,COMP命令代替,并作为SHELL163单元实常数给定层性质。详细信息参看§7.2.3.11 Composite Damage Model.
例题参看B.2.2 Orthopic Elastic Example:Aluminum Oxide.
7.2.1.3各向异性弹性模型
此种材料的描述需要全弹性矩阵。由于其对称性,仅需21种常数。这种材料仅对SOLID164单元和PLANE162单元有效(轴对称和平面应变问题)。
用 MP 命令输入密度。用 TB ,ANEL命令以上三角形式输入常数。用 EDLCS 和 EDMP ,ORTHO命令定义材料方向轴。如果没有定义材料坐标系,材料性质将与单元的I、J、L节点所定义的材料轴保持正交各向异性(参看上面的单元坐标系图)。
MP ,DENS—密度
TB ,ANEL
TBDATA ,1,C11,C12,C22,C13,C23,C33
TBDATA ,7,C14,C24,C34,C44,C15,C25
TBDATA ,13,C35,C45,C55,C16,C26,C36
TBDATA ,19,C46,C56,C66
当用户使用 TBLIST 显示材料类型的数据信息时,这些常数以下三角形式[D]出现而不是上三角形式[C]。这一矛盾不是计算错误;材料数据已准确传递给LS-DYNA程序。
例题参看B.2.3,Anisotropic Elastic Example:Cadmium。
使用此选项来模拟动态冲击载荷作用下盛满流体的容器。可以用 MP 命令输入密度(DENS),用 EDMP 命令定义材料模型为弹性流体:
MP ,DENS
EDMP ,FLUID,MAT,VAL1
流体模型要求指定体积模量,可以在上述命令的VAL1域输入。除了使用 EDMP 外,用户也可用 MP 命令输入弹性模量(EX)和泊松比(NUXY)。然后程序将计算体积模量如下所示:
MP ,EX
MP ,NUXY
如果VAL1( EDMP 内)、EX和NUXY都指定了,VAL1将用作体积模量。
7.2.2 非线性弹性模型
7.2.2 .1Blatz-ko弹性橡胶模型
Blatz和ko定义的超弹连续橡胶模型。该模型使用第二类Piola-Kirchoff应力:
或者可以通过设定测量长度、设置厚度和宽度为1.0,并且在测量长度变化处定义工程应变以及在有作用力的地方定义名义(工程)应力,从而输入应力-应变曲线。
在ANSYS/LS-DYNA求解的初始阶段,用最小二乘法来处理输入的实验数据。
例题参看B.2.5 Mooney-Rivlin Example :Rubber 。
Herrmann和Peterson提出的线性粘弹性模型。模型采用偏量特性:
注 --对于这种材料选项,必须用 MP 命令定义密度(DENS)。
例题参看B.2.6, Viscoelastic Example:Glass。
使用两种斜率(弹性和塑性)来表示材料应力应变行为的经典双线性各向同性硬化模型(与应变率无关)。仅可在一个温度条件下定义应力应变特性。(也有温度相关的本构模型;参看Temperature Dependent Bilinear Isotropic Model)。用 MP 命令输入弹性模量(Exx),泊松比(NUXY)和密度(DENS),程序用EX和NUXY值计算体积模量(K)。用 TB 和 TBDATA 命令的1和2项输入屈服强度和切线模量:
TB ,BISO
例题参看B.2.7,Bilinear Isotropic Plasticity Example:Nickel Alloy。
应变率无关、用两种斜率(弹性和塑性)来表示材料应力应变特性的经典双线性各向同性硬化模型。可以在六个不同的温度下定义应力应变行为。如果仅在一个温度下定义应力应变行为,就需假定双线性各向同性材料模型(与应变率和温度无关)。可以通过输入较大的屈服强度值来以该模型、表热-弹性材料。
用 MP 命令输入密度(DENS)(温度无关)。用 MPTEMP 和 MPDATA 输入弹性模量(Exx)、泊松比(NUXY)和热胀系数(ALPX) (这些特性和温度有关)。用 TB ,BISO,,NTEMP、 TBTEMP 以及 TBDATA 命令的1和2项输入屈服强度和切线模量。屈服强度和切线模量必须相对于同一温度定义,在 MPTEMP 命令中输入。
MP ,DENS
应力应变仅定义在一个温度下。用MP命令输入弹性模量(Exx),密度(DENS)和泊松比(NUXY)。用 TB ,PLAW,,,,7和 TBDATA 命令的1-4项输入屈服应力,切线模量,各向异性硬化参数以及有效屈服应力相对于有效塑性应变的载荷曲线ID号:
TBDATA ,4,LCID(屈服应力和塑性应变的载荷曲线ID)
例题参看B.2.8,Transversely Anisotropic Elastic Plastic Example:1010 Steel。
这种材料模型用于模拟各向异性材料的板料成形。仅考虑横向各向异性材料。对于此模型,可以用定义的载荷曲线来模拟流动应力和有效塑性应变的关系( EDCURVE )。另外,也可以定义成形极限图(也可用 EDCURVE ,如下图所示)。ANSYS/LS-DYNA程序用此图来计算材料所承受的最大应变比。
这一塑性模型仅在壳单元和2-D单元中使用。这一模型遵循前边所述的横向各向异性弹塑性模型所介绍的塑性理论。理论基础可参考该模型。
使用横向各向异性FLD模型,需用 MP 命令输入密度(DENS),弹性模量(Exx)和泊松比(NUXY)。如下所示,可以用 TB ,PLAW,,,,10和 TBDATA 命令中的1-5项定义其它参数。
TB ,PLAW,,,,10
TBDATA ,4,LCID1(有效应力和塑性应变的载荷曲线)
TBDATA ,5,LCID2(定义FLD的载荷曲线)
例题参看B.2.9,Transversely Anisotropic FLD Example:Steinless Steel。