關于是否需要設置*MAT_ADD_EROSION的問題

關于是否需要設置*MAT_ADD_EROSION的問題

假設我們要計算一個高速運動的子彈打穿鋼板的問題。按照我們的設想,當子彈動量足夠大的時候,鋼板會被打穿,也就是鋼板上會有個洞,如何模擬出這個洞,就要用到*MAT_ADD_EROSION。 
在計算的時候,如果我們用的材料本構模型不含破壞準則(failure criteria,這個后邊解釋),我們會看到的計算結果是,鋼板在子彈的作用下局部有很大變形,但是無論子彈打多遠,鋼板就像柔軟的橡皮筋似的不會斷裂,顯然這是不符合實際情況的。為了讓鋼板斷裂,我們可以在原有的材料本構模型基礎上,使用*MAT_ADD_EROSION的關鍵字。 
*MAT_ADD_EROSION是針對某一種材料模型,設定破壞準則(failure criteria)。比如可以對鋼板的材料進行設定,當最大壓力,主應力,最大主應變,剪應變等等達到某一人為設定的數值時,相對應的單元就被刪除(erosion)。所設定的各個破壞準則是相互獨立的,任一一個滿足的時候,相對應的單元即被刪除(erosion)。 
某些LS-DYNA程序提供的材料本構模型,帶有可設定的破壞準則(failure criteria),并刪除達到破壞條件的單元(erosion),比如*MAT_024 (*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY)——常用的彈塑性材料之一,在其參數設置中,有一項是FAIL,如果所設數值大于0,就相當于定義了材料破壞時候的塑性應變,當某一個單元的塑性應變達到這個數值的時候,就會被刪除(erosion),而不用額外通過*MAT_ADD_EROSION來設定。 
*MAT_ADD_EROSION, 以及材料本構模型里自帶的破壞準則,存在的最大問題就是,這些破壞極限值是人為設定的,未必有準確的實驗依據,可以模擬出現象,但是相關的數值計算結果有多精確,是否在可接受范圍內,就要具體情況具體分析了。 

比如

*mat_johnson_holmquist_concrete
3,2.4e3,14.86e9,0.79,1.60,0.007,0.61,48e6
4e6,60,0.01,7.0,16e6,0.001,0.8e9
0.04,1.0,85e9,-171e9,208e9
*MAT_ADD_EROSION
3,1234,1234,1234
1234,4e6,1234,1234,1234,1234,1234,1234

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