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08.整车碰撞常用材料应力-应变曲线

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Hi,各位小伙伴晚上好,此时正值深夜而我还是精神抖擞,深夜的酒总是让人忍不住黯然神伤心添悲凉,无处话凄凉。只好抱起电脑敲击心中惆怅:三旬已过,半生薄凉;也曾克己奋发,胸怀激荡;幻想红衣白马气吐眉扬;终是柴米挫了锐气染了风霜。


悲凉已过,开始写文章。言归正传,今天给大家分享的是不同金属件/塑料件/泡沫等材料的应力-应变曲线,约40种以上材料的应力-应变曲线。

如有小伙伴想要应力-应变曲线的原始数据,只需将此篇文章分享至任何一个CAE仿真群(结构分析,群人数>200)保留2h以上,截图发给小编即可,小编方可提供原始数据。


   

仿真分析中材料何以如此重要呢?      


   

材料是 CAE 仿真的基石,犹如炼金术士的银秘配方,其重要性不言而喻;在LS-DYNA中设置材料的应力-应变曲线,主要是为了准确模拟材料在复杂载荷下的非线性力学行为。


1. 描述非线性力学响应

弹性与塑性阶段应力应变曲线能明确材料的弹性极限和塑性阶段的硬化行为(如各向同性硬化或随动硬化)。

若未定义塑性阶段的曲线,软件无法模拟材料屈服后的变形特性。


2. 描述不同应变率下的响应

在高速冲击、碰撞等场景中,材料强度会因加载速率变化而变化(例如钢材在高应变率下表现更硬)。

若未定义材料不同应变率下的应力-应变曲线,则无法反映动态强化效应。


3. 可以支持复杂本构模型

许多材料模型(如弹塑性、超弹性、泡沫材料)依赖实验数据驱动的应力应变曲线。

  • 金属塑性:需输入真实应力-真实塑性应变曲线。

  • 橡胶材料:可能需要超弹性曲线(如Mooney-Rivlin参数)或直接输入单轴/双轴测试数据。

  • 复合材料:需定义各向异性或层间失效行为。

若未经过材料的性能参数试验测量,则无法准确模拟复杂的结构模型。


4. 可以提高仿真精度

  • 真实数据输入:直接使用实验获得的应力应变曲线,避免简化模型(如理想弹塑性)的误差。

  • 大变形问题:在显式动力学分析中,材料可能经历大幅塑性变形,精确的硬化曲线对能量吸收、变形模式的预测至关重要。

若没有应力-应变曲线的支撑,仿真即无法获得准确的模拟。


5. 失效与损伤建模

通过曲线定义失效准则(如最大塑性应变、应力阈值),LS-DYNA可模拟裂纹萌生、扩展或渐进损伤过程。如*MAT_ADD_EROSION需结合应力应变参数判断单元何时删除。

若没有材料性能参数,则无法模拟损伤失效。


设置应力应变曲线是LS-DYNA准确复现材料真实力学行为的基础,尤其在涉及塑性、大变形、高应变率或失效的场景中。忽略或错误输入曲线可能导致仿真结果偏离实际,影响工程决策的有效性。


   

常见金属应力-应变曲线      


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常见泡沫应力-应变曲线      


   
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常见蜂窝板应力-应变曲线      


   
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END
           

             


免责声明:本文部分内容来自网络资料,版权归原作者所有仅用于学习交流,作者对文中观点保持中立,若涉及版权请联系作者,将及时修订删除。


来源:CAE碰撞仿真指导
LS-DYNA显式动力学复合材料碰撞非线性裂纹理论材料控制试验
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-06-25
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CAE碰撞仿真指导
本科 | CAE高级仿真工... CAE 碰撞仿真指导
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03.整车碰撞仿真单位制、坐标系及数据输入

整车碰撞仿真建模需在模型精度、计算效率和工程需求之间平衡。遵循标准化建模流程、严格校验模型参数,并结合试验数据迭代优化,是确保仿真结果可靠性的关键。影响模拟分析置信度的因素是多方面的,其中分析模型的质量直接影响到计算结果的准确性,对分析起着至关重要的作用,通过规范了碰撞分析建模的一般要求和准则,以减小模型对分析结果的影响,同时方便查阅提高建模和分析的有效性。一、单位制与坐标系 1.单位制 大部分CAE软件对单位制不作检查,也无检查功能。因此在分析中必须由用户来保持单位一致,建议在输入文件中对所使用的单位系列加以注释。LS-DYNA有2套常用单位制,推荐单位制(mm-kg-ms)和常用单位制(mm-ton-s),要求在碰撞分析中使用推荐单位制,以保障各团队的模型和分析结果的一致性。注意:单位必须统一,避免混合使用导致计算错误。 2. 三维坐标系 三维坐标系用公司设立的三个正交平面来定义。车辆测量姿态由车辆在支撑面上的放置位置确定,放置车辆时使基准标记的坐标与公司给定的值一致。确定R 点和H 点相对于公司给定的基准标记坐标。 二、数据需求碰撞建模需要输入所有影响碰撞分析的物理参数和结构数模,以下是数据的相关要求。格式:CAD文件,如STEP、IGES等。精度要求:网格尺寸需细化至关键区域(如防撞梁,建议 5–10 mm)。 整车数据包含 整车坐标系下车辆的实际结构3D数模和3D焊点(焊缝)。零件名称、零件号、钣金厚度、材料牌号明细表。动力总成(发动机、变速器、进气歧管、排气歧管、悬置及支架)和传动系(差速器,分动器等)在整车坐标系或局部坐标系中的重心坐标和转动惯量。动力总成悬置和排气系悬置动态刚度曲线。减震器阻尼曲线和减震弹簧刚度。悬架中胶套的动态刚度曲线。轮胎和轮辋型号、轮胎重量和气压。整车各种载荷下的重量和重心坐标。车门、蓄电池、真空助力器、制动鼓.钳(盘)、仪表板、空调等子系统的重量和重心坐标。前后座椅行程、R点和假人H点坐标。燃油箱容积。金属材料在不同应变率下的应力、应变曲线。泡沫材料密度和压缩曲线转向管柱压溃力、压溃行程。安全带织带的材料参数(密度/材料类型/弹性模量E/柏松比)。安全带织带的厚度、长度及宽度。安全带织带的摩擦系数(径向和纬向)。安全带织带的加载和卸载曲线。气囊织物的大小、形状、厚度和折叠方式(折叠和展开的数模)。气囊织物的材料参数(密度、材料类型、弹性模量E、泊松比)。气囊气体发生器的属性:空气质量流函数、温度函数值和和点火时间。气囊泄漏量与内部压力的变化曲线。安全气囊的安放位置。仪表板的数模及材料的参数(密度、弹性模量、泊松比、应力应变曲线)。A柱、B柱护板及门护板3D数模及材料参数(密度、弹性模量、泊松比、动态应力、应变曲线)。玻璃升降器、玻璃导轨3D数模。车辆在不同载荷(空载、满载、半载)下的地面线。手刹、换档3D数模及材料动态性能参数。 END 免责声明:本文部分内容来自网络资料碰撞分析通用建模指南,版权归原作者所有,仅用于学习交流,作者对文中观点保持中立,若涉及版权请联系作者,将及时修订删除。 来源:CAE碰撞仿真指导

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