ANYS LS-DYNA 材料模式及状态方程
第 5 章 材料模式及状态方程
本章目标
1. 对 ANSYS/LS-DYNA 中的材料模型有一个全面的认识
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
5.了解材料模式与状态方程的关系
6. LS-DYNA其他的材料模式
概述 – 材料模型
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:
应变率相关塑性模型
温度敏感塑性材料
应力和应变失效准则模型
空材料
状态方程模型
Linear Elastic
Isotropic (with Fluid Option)
Orthotropic
Anisotropic
Plasticity
Rate Independent (2)
Rate Sensitive (8)
Composite Damage
Concrete
Other
Rigid bodies
Cables
Fluid
Nonlinear Elastic
Blatz-Ko Rubber
Mooney-Rivlin
Viscoelastic
Foam
Isotropic (4)
Orthotropic
Equation of State
Temp. & strain rate dependent plasticity
Null materials
GUI 材料输入描述
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
GUI 材料输入步骤
1: 增加新的材料模型
Preprocessor: Material Props > Define MAT Model > Add
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
3: 输入相关数据
对于几乎所有的材料模型都需要 DENS, EX和 NUXY 命令
对于 ANSYS/LS-DYNA 中的一些材料模型,需要输入载荷曲线. 例如屈服应力与塑性应变之间的关系曲线等.
载荷曲线由 EDCURVE 命令定义:
Preprocessor: Material props > Curve Options ...
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
线弹性材料不经历任何塑性变形，由虎克定律定义变形
弹性材料 (各向同性) 材料:
大多数工程金属是各向同性的 (如钢铁)
简单地由 DENS, EX,和NUXY定义
正交各向异性
一般 用9 个独立参数和 DENS定义正交各向异性材料
横向各向同性材料（一种特殊的正交各向异性）由 5个独立常数 (EXX, EZZ, NUXY, NUXZ, GXY) 和DENS定义
正交各向异性材料根据特定的坐标系来定义
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
各向异性:
各向异性材料由 21 个独立参数和 DENS定义
1. 选择Linear Elastic > Anisotropic
2. 输入参数与密度
3. 输入坐标系 ID
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