常用弹塑性材料模型汇总.docx

常用弹塑性材料模型 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 。