材料模型种类及参数.ppt

,课 程 回 顾,有限元网格分类,空 间,边界形状,一 维,二 维,三 维,线性单元,二次单元,课 程 回 顾,Ansys网格划分步骤,定义单元属性,定义网格生成控制,生成网格,定义单元类型,定义单元属性,实常数,材料特性,课 程 回 顾,网格划分影响因素,网格数量,模型建模方法,网格畸形,网格布局,网格走向,网格划分注意事项,避免尖角,单元疏密过渡,混合网格划分实体,略去结构细节,课 程 回 顾,薄壳单元建模注意事项,不同硬化指数时的胀形高度图,a）n=0.1 b）n=0.2,c）n=0.3 d）n=0.4,3.3 材料模型种类及参数,3.3 材料模型种类及参数,材料的力学性能（或机械性能）指标为：,弹性模量E: 材料抵抗弹性变形的能力,3.3 材料模型种类及参数,1) 不同材料的拉伸曲线,3.3 材料模型种类及参数,16Mn、A3钢拉伸曲线,锰钢硬铝球铁青铜拉伸曲线,3.3 材料模型种类及参数,3.3 材料模型种类及参数,3.3 材料模型种类及参数,泊松(Poisson)比,沿载荷方向（纵向）的应变: 1=L/ L0 ; 垂直于载荷方向（横向）的应变：2=(d-d0)/d0=-d/d0,材料沿加载方向伸长/缩短的同时， 在垂直于加载方向发生的缩短/伸长现象。,横向与纵向应变之比的负值。 =-2/1.,3.3 材料模型种类及参数,聚碳酸酯屈服应力与温度、应变速度之间关系,6061 T4 铝合金成形极限图(电液成形),3.3 材料模型种类及参数,真应力、真应变,；,一般工程问题：e0.01 误差小， 二者可不加区别,误差：,l0,3.3 材料模型种类及参数,1)线弹性模型: =E (b；或ys),2)非线性弹性模型:,=kn (b；或ys),3.3 材料模型种类及参数,3)理想刚塑模型：,4)理想弹塑性模型：,3.3 材料模型种类及参数,了解ANSYS/LS-DYNA材料模型,主 要 内 容,掌握特定材料模型的应用,ANSYS网格划分方法及特点,学会定义材料模型各参数属性,3.3 材料模型种类及参数,自定义材料模型,应力应变曲线的输入；,应力应变曲线的添加；,应力应变的列表；,应力应变的显示；,材料应力与应变曲线,3.3 材料模型种类及参数,材料模型,线性,非线性,离散单位模型,结合状态方程定义,材料模型,弹性材料,泡沫材料,非线无弹性材料,刚性材料,状态方程,用命令定义材料模型,刚性材料,3.3 材料模型种类及参数,线 弹 性,各 向 同 性,正交各向异性,各 向 异 性,流 体 弹 性,弹性材料,非线弹性,Blatz-Ko模型,Mooney-Rivlin模型,Viscoelastic 模型,3.3 材料模型种类及参数,各 向 同 性,正交各向异性,3.3 材料模型种类及参数,常用材料的弹性模量及泊松比,3.3 材料模型种类及参数,各 向 异 性,矩阵常数可由（Ex，Ey，Gxy， Uxy）换算得到,3.3 材料模型种类及参数,Bulk Modulus,流 体 弹 性,主要用于模拟动态冲击下的盛满流体的容器,3.3 材料模型种类及参数,BLatz-Ko模型,Mooney Rivlin模型,C01和C10为M R常数,3.3 材料模型种类及参数,非线性无弹性材料模型,与应变速率无关的各向同性材料,与应变率无关的各向同性,经典双线性随动硬化（BKIN）,经典双线性各向同性硬化（BISO）,与温度有关的双线性各向同性,与应变速率有关的各向同性材料,与应变速率有关的各向异性材料,3.3 材料模型种类及参数,等向强化屈服面变化,随动强化屈服面变化,主应力空间中的Mises屈服准则,3.3 材料模型种类及参数,混合强化屈服面变化,3.3 材料模型种类及参数,经典双线性随动硬化（BKIN）,采用两个斜率（弹性斜率和塑性斜率）描述材料应力与应变特征,双线性随动应化材料模型,3.3 材料模型种类及参数,经典双线性各向同性硬化（BISO）,3.3 材料模型种类及参数,与温度有关的双线性各向同性,3.3 材料模型种类及参数,与应变速率有关各向同性材料,随动塑性材料模型,Rate Dependent材料模型,Powerlaw材料模型,3.3 材料模型种类及参数,随动塑性材料模型,是各向同性和随动硬化的混合模型,c、p是应变常数,3.3 材料模型种类及参数,幂指数塑性模型 Power Law Plasticity Model, 应变速率，,和, Cowper-Symonds应变率参数，, 即将屈服时的弹性应变，, 等效塑性应变，, 强化系数，, 硬化系数,3.3 材料模型种类及参数,应变率相关的塑性模型,Strain Rate Dependent Plasticity Model, 初始屈服应力, 等效应变率, 等效塑性应变,。,3.3 材料模型种类及参数,4140不同应变速率时的材料参数,初始屈服应力等效应变速率关系曲线,LCID1,LCID2,弹性模量等效应变速率关系曲线,切线模量等效应变速率关系曲线,LCID3,Von Mises等效应力与等效应变速率关系曲线,LCID4,3.3 材料模型种类及参数,率敏感幂指数塑性模型 Rate Sensitive Power Law Plasticity Model,3.3 材料模型种类及参数,刚体模型,用刚体模型定义有限元模型中刚硬部分可以大大缩减分析计算时间，这是由于定义刚体后，刚体内所有自由度都耦合到刚体质量中心，不论定义多上个节点，刚体仅有六个自由度。,3.3 材料模型种类及参数,材料模型选择要点,对于每种单元，要参考单元手册选择材料模；,对于每种材料模型，并非所有参数与选项都要输入；,定义材料属性时，确保使用单位制一致，不正确的单位制不仅会影响材料相应，而且影响接触刚度的计算;,多查材料手册，尽量获取准确的材料数据。,3.3 实例操作与作业,1Cr18Ni9Ti板材力学性能,3.3 实例操作与作业,