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SUS304 冷轧板 · LS-DYNA 屈服准则选型SUS304 O 态 1.5 mm：四种屈服准则谁能真正复现实测数据NUMSHEET’25 给出 7 个实测点。同一套数据喂给 MAT_037 / 122 / 036 / 133，只有 MAT_133 能全部贴住。再用两个成形算例，量化这些本构差距落到云图上是多少毫米。四张卡的差别不在模型等级，而在能喂进去几项实测数据。NUMSHEET’25 的表格给出 7 个：3 个 Lankford 系数 r₀ / r₄₅ / r₉₀，2 个归一化单轴屈服强度 σ₄₅/σ₀ 与 σ₉₀/σ₀，以及等双轴屈服强度 σ_b/σ₀ 和等双轴 Lankford 系数 r_b。后两项在多数各向异性模型里是自由预测值，没有实测能约束；这次有，可用于分档。四张卡对 7 个量的 RMS 偏差依次是：MAT_133 0.02%、MAT_122 6.09%、MAT_036 11.71%、MAT_037 19.70%。差距全在自由度——MAT_133 有 8 个 α 加指数 A，其余三张只有 1 到 3 个。多出来的自由度有没有用，取决于手上有几项实测点。一、输入数据与硬化曲线 1.1 七个实测点 测试表格给出 3 个 Lankford 系数、2 个归一化屈服强度，以及一个等双轴屈服强度和一个等双轴 Lankford 系数。量 实测值 说明 r₀ / r₄₅ / r₉₀ 0.7029 / 1.1231 / 0.9985 0° / 45° / 90° 单拉 r_avg 0.9869平均厚向异性，MAT_037 的 R 取此值 Δr −0.2724Δr < 0，四耳在 45° / 135° σ₄₅/σ₀ · σ₉₀/σ₀ 0.9632 · 0.9849 45° 与 TD 单拉 σ_b/σ₀ 0.9366等双轴，实测约束 r_b 0.7715等双轴 Lankford 1.2 Hocket-Sherby 硬化曲线 σ(εₚ) = σ_sat − (σ_sat − σ_i)·exp(−a·εₚ^p)，渐近饱和值 2024 MPa。四张卡共用同一条曲线，云图上的差异只来自屈服面形状。参数 取值 sig_i 300.2 MPa sig_sat 2024 MPa a 1.0450 p 0.7813 二、四张卡的能力边界 四张卡同属各向异性弹塑性，屈服面的自由度差一个量级。卡 各向异性参数 方向强度 7 量 RMS 偏差 MAT_037 1 个（r_avg） 不能 19.70% MAT_122 3 个 r 值 不能 6.09% MAT_036 3 个 r 值 不能 11.71% MAT_1338 个 α + A 能0.02%MAT_037 只有 1 个自由度，MAT_122 与 MAT_036 各 3 个，MAT_133 有 9 个。自由度越多，能同时贴住的实测点越多。三、复现能力：7 个实测点的横向对比 同一套实测数据分别喂给四张卡，比较它们给出的 7 个量与实测差多少。RMS 是 7 个量相对误差的均方根，「最差单项」是其中偏差最大的一项。卡 7 量 RMS 偏差 最差单项 MAT_1330.02%0.04% MAT_122 6.09% 11.71%（σ₉₀） MAT_036 11.71% 26.91%（r_b） MAT_037 19.70% 40.40%（r₀） 3.1 偏差分布 量 133 122 036 037 r₀ 0.0 0.0 0.0 +40.4 r₄₅ 0.0 0.0 0.0 −12.1 r₉₀ 0.0 0.0 0.0 −1.2 σ₄₅ 0.0 +0.7 +2.5 +3.8 σ₉₀ 0.0 +11.7 +11.7 +1.5 σ_b 0.0 +6.7 +9.6 +6.4 r_b 0.0 −8.8 −26.9 +29.6 表中为相对误差（%）。MAT_133 那一列的偏差都在 0.04% 以内，量级来自 α 只给 4 位小数的舍入。 MAT_122 与 MAT_036 的三个 r 值是硬约束，回代到机器精度，偏差都出在推出来的量上。MAT_036 的 σ₄₅ 比 MAT_122 更接近实测，但 σ_b 与 r_b 偏差更大。MAT_037 面内方向性被抹平，只看 r₀ 一项就偏 40%。四张卡对 7 个实测量的复现偏差，柱高即相对误差。MAT_133 那一排全部贴着零线；MAT_122 的偏差集中在 TD 方向与等双轴点；MAT_036 在等双轴 r_b 上偏低 26.9%；MAT_037 的面内 r 与等双轴 r_b 偏差最大。 3.2 屈服面形状 单轴屈服应力随角度的分布。MAT_037 是一条水平线；MAT_122 与 MAT_036 几乎重合，在 TD 方向冲到 1.1002；只有 MAT_133 精确穿过 45° 与 90° 两个实测点。红色阴影是 MAT_122 / MAT_036 在 TD 方向的误差带，偏高 11.7%。 Lankford 系数随角度的分布。MAT_036 / 122 / 133 都精确通过三个实测点，差别只在点间的形状；MAT_037 退化为常数 r ≡ 0.9869，表达不出实测 r 值的起伏。 归一化屈服轨迹（平面应力）。四条曲线都通过 (σ₀, 0)。带白边的标记是各卡的等双轴点，绿色五角星是实测 σ_b/σ₀ = 0.9366。MAT_133 落在星标上，另三张全部偏高；双拉区是分歧最大的地方。 四、三个判据与一个恒等式 4.1 TD 方向强度偏高 11.7%，改不动 实测 σ₉₀/σ₀ = 0.9849，TD 比 RD 强 1.5%。MAT_122 与 MAT_036 都给出 1.1002，偏高 11.7%，且与指数 M 的取值无关。这一项可由恒等式证明。恒等式：σ₉₀(MAT_122) ≡ σ₉₀(MAT_036) = 1/h MAT_122 在 TD 单拉下屈服条件退化为 F + H = 1，而 F + H = (R₀/(1+R₀))·((1+R₉₀)/R₉₀)；MAT_036 在 TD 单拉下 Φ(0,1,0) = (a+c)·h^m = 2·h^m，归一化后 σ₉₀ = 1/h。两式是同一个量，与 M 和 R₄₅ 都无关。本批 r₀ = 0.7029 < r₉₀ = 0.9985，h = 0.9089 < 1，TD 被强制强化到 1.1002，而实测只强 1.5%。在 MAT_036 与 MAT_122 之间换卡修不了 TD 方向；要改只能上 MAT_133，或补测 TD 屈服强度后重新标定。 横拉延、宽板成形这类材料大量沿 TD 流动的工艺受影响最大：用 MAT_036 或 MAT_122 会高估 TD 强度、低估该方向的塑性流动，回弹补偿量与拉延筋力都会算偏。4.2 等双轴屈服强度 σ_b 实测 σ_b/σ₀ = 0.9366。多数各向异性模型把这一项留给自由预测，这次有实测值，可以直接检验。·　MAT_133 给 0.9366，偏差 0.00%。·　MAT_122 给 0.9997（+6.7%），MAT_036 给 1.0267（+9.6%），MAT_037 给 0.9967（+6.4%）。三张 r 值卡一致高估双拉区流动应力 6%–10%。胀形区与法兰圆角附近接近等双轴，同一套工艺下会算出偏浅的减薄、把 FLD 判得偏乐观；偏差方向一致，调参消不掉。4.3 等双轴 Lankford 系数 r_b 实测 r_b = 0.7715。这一项把四张卡分开。·　MAT_037：Hill’48 单参数模型的等双轴点 r_b = F/G ≡ 1.000，与 R 无关，永远给不出实测值。·　MAT_036 与 MAT_122：r_b 是 r 值的副产品。MAT_122 给 0.7040（−8.8%），MAT_036 给 0.5639（−26.9%）。r_b 主要由 r₀ 与 r₉₀ 的比值决定，而这两个被硬约束钉死，偏差是系统性的。·　MAT_133：8 个 α 有足够自由度同时贴住 r_b，偏差在 0.04% 以内。五、参数与选型建议 5.1 四张卡的关键参数 四张卡用同一套实测数据标定，差别只在屈服面形状与能表达的实测点数。卡 准则与关键参数 7 量复现 MAT_133Barlat Yld2000-2d；α₁–α₈ = 表格值，指数 A = 6 0.02% RMSMAT_122 Hill’48 三 r 值；r₀/r₄₅/r₉₀ = 0.7029 / 1.1231 / 0.9985 6.09% RMS MAT_036 Barlat’89；同三个 r 值，M = 6 11.71% RMS MAT_037 Hill’48 单参数；R = r_avg = 0.9869 19.70% RMS 5.2 按场景选卡 场景 建议 理由 定毛坯轮廓 / 评估制耳 MAT_133 （A=6） 唯一用上全部 7 个实测点；四耳方位（Δr）与幅值都对得上 法兰 / 圆角减薄与 FLD MAT_133MAT_122 / 036 高估双拉区应力 6%–10%，减薄算浅、FLD 判乐观 只有 r 值，没有方向强度 MAT_122 MAT_037 → 122 是零成本升级，能表达 Δr 与四耳，r 值卡里精度最好 有 r 值、精度要求不高 MAT_036 σ₄₅ 最接近实测（+2.5%）；σ_b 与 r_b 偏差大，适合粗算 粗算 / 方向性不敏感 MAT_037 面内方向性抹平，Δr ≡ 0，算不出四耳；不要用它定毛坯尺寸 要覆盖剪切或拉压不对称 MAT_133 + BETA 本批 7 点全是拉伸与双轴；若有三点弯曲数据，可喂进同一张卡 5.3 交付的卡片文件 五张卡都是开箱可用的 LS-DYNA 输入片段（mm-ton-s-N），共用同一条 Hocket-Sherby 硬化曲线。文件 内容 SUS304_O_1.5mm_MAT133.k MAT_133，FIT=0，α₁–α₈ 已填，A = 6 SUS304_O_1.5mm_MAT122.k MAT_122，三个 r 值，HR=3 走共用曲线 SUS304_O_1.5mm_MAT036.k MAT_036，Barlat’89，M = 6 SUS304_O_1.5mm_MAT037.k MAT_037，R = r_avg = 0.9869 SUS304_O_1.5mm_MAT37_122_36_133_合并卡.k 四张卡并列，一次跑四组对照，差异只来自屈服面形状 5.4 卡片关键参数 参数 取值 MAT_037 单参数 R 0.9869 (= r_bar = r_avg) MAT_122 解出 F/G/H/N F=0.4134 G=0.5872 H=0.4128 N=1.6241 MAT_036 内部算出 a/c/h/p a=1.0918 c=0.9082 h=0.9089 p=1.0326 (M = 6) MAT_133 α1–α8 (A=6.0) 0.9236 1.0813 1.0610 1.0159 1.0602 1.1768 1.0545 0.9746 Hocket-Sherby sig_i=300.2 sig_sat=2024 a=1.0450 p=0.7813 硬化曲线首末 σ(0)=300.2 MPa → σ(0.4)=989.6 → σ(1.0)=1417.8 MPa 7 实测量 RMS 偏差 MAT_133 0.02% MAT_122 6.09% MAT_036 11.71% MAT_037 19.70% 六、成形算例验证：四张卡跑出来差多少 本构上的百分之几，落到云图上还剩多少。同一套 DynaForm 设置跑两个算例：水冷板流道板，以及 NUMSHEET2025 标准拉延件（1.5 mm O 态）。每个算例四张卡各跑一遍，网格、压边力、后处理口径完全一致，云图差别只来自屈服面。6.1 算例设置 卡 屈服准则 关键参数 MAT_036 Barlat’89 r₀/r₄₅/r₉₀ = 0.703 / 1.12 / 1.00，M = 6 MAT_037 Hill’48 单参数 R = 0.9869 MAT_122 Hill’48 三 r 值 r₀/r₄₅/r₉₀ = 0.703 / 1.12 / 1.00 MAT_133 Barlat Yld2000-2d α₁–α₈ 取 3 位小数，指数 = 6 两张板料参数一致：E = 2.07e5 MPa、ν = 0.30、ρ = 7.85e-9、初始屈服 300.2 MPa；NUMSHEET 件板厚 1.5 mm，FLD 参考厚度 1.00 mm。 6.2 算例一：水冷板 四张卡的减薄云图几乎重合，差别只在回弹量与分布。卡 最大减薄率 (%) Z 向跨度 (mm) MAT_036 14.85 31.86 MAT_037 14.99 32.26 MAT_122 15.02 31.65 MAT_133 15.0831.22水冷板 · 厚度减薄率。四张卡位置固定：左上 MAT_036、右上 MAT_037、左下 MAT_122、右下 MAT_133。最大减薄率依次为 14.85% / 14.99% / 15.02% / 15.08%，四张卡差 1.55%。流道筋与圆角处的高减薄带位置完全重合。 水冷板 · 回弹 Z 向分量。四张卡位置固定：左上 MAT_036、右上 MAT_037、左下 MAT_122、右下 MAT_133。Z 向跨度 31.86 / 32.26 / 31.65 / 31.22 mm，差 3.33%。板的四角与长边方向色带宽度不同，回弹是这张卡在这里唯一显形的量。 最大减薄率落在 14.85%–15.08%，差 1.55%；回弹 Z 向跨度 31.22–32.26 mm，差 3.33%。四张卡在这块件上没有拉开差距。看得见的区别在 FLD：MAT_133 上出现 2.68% 的拉伸不足区，另三张为 0。同一块板、同一套工艺，换卡换出了不同的成形裕度判断。6.3 算例二：NUMSHEET2025 拉延件 换成拉延件后差距放大，回弹对屈服面形状最敏感。卡 最大减薄率 (%) 合位移最大 (mm) MAT_036 28.34 1.8836 MAT_037 27.84 1.3173MAT_122 29.04 1.3506 MAT_133 28.192.0691NUMSHEET2025 · 厚度减薄率。四张卡位置固定：左上 MAT_036、右上 MAT_037、左下 MAT_122、右下 MAT_133。最大减薄率 28.34 / 27.84 / 29.04 / 28.19%，减薄带位置一致，幅值差 4.31%。 NUMSHEET2025 · 回弹合位移。四张卡位置固定：左上 MAT_036、右上 MAT_037、左下 MAT_122、右下 MAT_133。最大值 1.8836 / 1.3173 / 1.3506 / 2.0691 mm，相差 57%。高值带都落在同一侧立壁，MAT_133 的高值区更宽、更深。 NUMSHEET2025 · 回弹 Z 向分量。四张卡位置固定：左上 MAT_036、右上 MAT_037、左下 MAT_122、右下 MAT_133。MAT_037 的分布与另三张反向，最大幅值落在负向 1.0493 mm，另三张都在正向。 最大减薄率落在 27.84%–29.04%，差 4.31%，仍属同一档。回弹合位移最大从 MAT_037 的 1.3173 mm 到 MAT_133 的 2.0691 mm，相差 57%。Z 向分量上，MAT_037 把最大幅值放在负向，与另三张方向相反。单参数模型表达不出面内方向性，回弹分布随之走形。6.4 FLD：四张卡给出的成形裕度不一样 卡 安全拉伸 (%) 未充分拉伸 (%) MAT_036 95.60 1.71 MAT_037 95.15 1.70 MAT_122 95.13 1.72 MAT_133 95.28 4.29「未充分拉伸」是云图上中灰像素的占比，对应应变低于 FLC 的材料；不参与开裂判定，但影响起皱与压边力评估。裂纹区四张卡均为 0.10%–0.11%；起皱倾向区 3.17% / 3.59% / 3.48% / 2.46%。 NUMSHEET2025 · FLD（成形极限图）。四张卡位置固定：左上 MAT_036、右上 MAT_037、左下 MAT_122、右下 MAT_133。MAT_036 / 037 / 122 几乎全绿；MAT_133 沿上边缘出现一条灰色带（未充分拉伸区 4.29%，另三张平均 1.71%）。同样的工艺，MAT_133 判定的成形裕度更保守。 6.5 两个算例说明了什么 ·　减薄最不敏感。两个算例四张卡的最大减薄率差 1.55%–4.31%。·　回弹最敏感。NUMSHEET 件上最大回弹合位移相差 57%。·　方向性被抹平的卡会把回弹算歪。MAT_037 的 Z 向最大幅值落在负向，分布走形。·　FLD 的中灰区是隐藏指标。MAT_133 是另三张平均值的 2.5 倍。选型顺序不变：先看手上有几项实测数据（第三节），再看件型对回弹与 FLD 的敏感度（第六节）。数据源为 NUMSHEET’25 实测与本机 LS-DYNA R16 手册；算例数值取自 DynaForm 后处理图例读数；FLD 分区为图像像素统计，作趋势参考，不作定量指标。 来源：阿毅工作室