常用弹塑性材料模型下表列出了ANSYS/LS-DYNA材料模型以及相应的LS-DYNA命令
ANSYS Material
Model LS-DYNA Command LS-DYNA
MAT #
Example
Isotropic Elastic*MAT_ELASTIC1Yes
Bilinear Isotropic
Plasticity
*MAT_PLASTIC_KINEMATIC 3 Yes
Bilinear Kinematic *MAT_PLASTIC_KINEMATIC 3 Yes
Plastic Kinematic *MAT_PLASTIC_KINEMATIC 3 Yes
Piecewise Linear
Plasticity
*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY24 Yes
Rigid *MAT_RIGID
20
Yes 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。
B.2.1. Isotropic Elastic Example: High Carbon Steel
MP,ex,1,210e9 ! Pa
MP,nuxy,1,.29 ! No units
MP,dens,1,7850 ! kg/m3
7.2.3.1 双线性各向同性模型
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
TBDATA,1,
Y
σ(屈服应力)
TBDATA,2,
tan
E(切线模量)
例题参看B.2.7,Bilinear Isotropic Plasticity Example:Nickel Alloy。
B.2.7. Bilinear Isotropic Plasticity Example: Nickel Alloy
Pa
MP,ex,1,180e9 !
MP,nuxy,1,.31 ! No units
MP,dens,1,8490 ! kg/m3
TB,BISO,1
TBDATA,1,900e6 ! Yield stress (Pa)
TBDATA,2,445e6 ! Tangent modulus (Pa)
7.2.3.5双线性随动模型
(与应变率无关)经典的双线性随动硬化模型,用两个斜率(弹性和塑性)来表示材料的应力应变特性。
用MP命令输入弹性模量(Exx),密度(DENS)和泊松比(NUXY)。
可以用TB,BKIN和TBDATA命令中的1-2项输入屈服强度和切线模量:
TB,BKIN
σ(屈服应力)
TBDATA,1,
Y
E(切线模量)
TBDATA,2,
tan
例题参看B.2.10,Bilinear Kinematic Plasticity Example :Titanium Alloy。
B.2.10. Bilinear Kinematic Plasticity Example: Titanium Alloy
Pa
MP,ex,1,100e9 !
MP,nuxy,1,.36 ! No units
MP,dens,1,4650 ! kg/m3
TB,BKIN,1
TBDATA,1,70e6 ! Yield stress (Pa)
TBDATA,2,112e6 ! Tangent modulus (Pa)
B.2.11. Plastic Kinematic Example: 1018 Steel
Pa
MP,ex,1,200e9 !
MP,nuxy,1,.27 ! No units
MP,dens,1,7865 ! kg/m3
TB,PLAW,,,,1
TBDATA,1,310e6 ! Yield stress (Pa)
TBDATA,2,763e6 ! Tangent modulus (Pa)
TBDATA,4,40.0 ! C (s-1)
TBDATA,5,5.0 !
P
TBDATA,6,.75 ! Failure strain
7.2.3.13分段线性塑性模型
多线性弹塑性材料模型,可输入与应变率相关的应力应变曲线。
它是一个很常用的塑性准则,特别用于钢。
采用这个材料模型,也可根据塑性应变定义失效。
采用Cowper-Symbols
模型考虑应变率的影响,它与屈服应力的关系为:
B.2.16. Piecewise Linear Plasticity Example: High Carbon Steel
MP,ex,1,207e9 !
Pa
MP,nuxy,1,.30 ! No units
MP,dens,1,7830 ! kg/m3
TB,PLAW,,,,8
TBDATA,1,207e6 ! Yield stress (Pa)
TBDATA,3,.75 ! Failure strain
TBDATA,4,40.0 ! C (strain rate parameter)
TBDATA,5,5.0 ! P (strain rate parameter)
TBDATA,6,1! LCID for true stress vs. true strain (see EDCURVE below) *DIM,TruStran,,5
*DIM,TruStres,,5
TruStran(1)=0,.08,.16,.4,.75
TruStres(1)=207e6,250e6,275e6,290e6,3000e6
EDCURVE,ADD,1,TruStran (1),TruStres(1)
7.2.8.1刚性体模型
用EDMP命令定义刚性体,例如,定义材料2为刚性体,执行:EDMP,RIGIS,2。
用指定材料号定义的所有单元都认为是刚性体的一部分。
材料号以及单元的单元类型和实常数类型号用来定义刚体的PART ID。
这些 PART ID用于定义刚性体的载荷和约束(如第4章所述,Loading)。
刚体内的单元不必用连接性网格连接。
因此,为了在模型中表示多个独立的刚性体。
必须定义多个刚体类型。
但是,两个独立刚体不能共同使用一个节点。
使用EDMP命令的同时,必须用MP命令定义刚体材料类型的杨氏模量(Ex),泊松比(NUXY)和密度(DENS)。
必须指定实际的材料特性值,从而使程序能计算接触表面的刚度。
基于此原因,在显动态分析中,刚性体不要用不切实际的杨氏模量或密度,刚体不能再变硬因为它已是完全刚硬的。
因为刚性体的质量中心的运动传递到节点上,所以不能用D命令在刚体上施加约束。
刚体的一个节点上的约束和初始速度将转换到物体的质心。
但是,如果约束了多个节点,就很难确定使用哪种约束。
要正确在刚体上施加约束,使用EDMP命令的平移(VAL1)和转动(VAL2)约束参数域,表示如下:
VAL1-平移约束参数(相对于整体笛卡尔坐标系)
0 没有约束(缺省)
1 约束X方向的位移
2 约束Y方向的位移
3 约束Z方向的位移
4 约束X和Y方向的位移
5 约束Y和Z方向的位移
6 约束Z和X方向的位移
7 约束X,Y,Z方向的位移
VAL2-转动约束参数(相对于整体笛卡尔坐标系)
0没有约束(缺省)
1约束X方向的旋转
2约束Y方向的旋转
3约束Z方向的旋转
4约束X,Y方向的旋转
5约束Y和Z方向的旋转
6约束Z和X方向的旋转
7约束X,Y和Z方向的旋转
例如,命令EDMP,IGID,2,7,7将约束材料的刚体单元的所有自由度。
在定义刚体之后,可以用EDIPART命令指定惯性特性、质量和初始速度矢量。
如果没有定义刚性体的惯性特性,程序将会依据有限元模型计算它们。
例题参看B.2.25,Rigid Material Example:Steel。
B.2.25. Rigid Material Example: Steel
Pa
MP,ex,1,207e9 !
MP,nuxy,1,.3 ! No units MP,dens,1,7580 ! kg/m3 EDMP,rigid,1,7,7。