材料失穩

塑性變形可分為兩個階段，在工程應力達到抗拉強度之前為均勻塑性變形，超過抗拉強度后出現頸縮現象（材料失穩），發生局部集中塑性變形。
對于常規的有限元算法，真實應力應變曲線出現下降段（材料失穩）以后，隱式算法往往表現出結果分叉，不收斂的情況，顯式算法則表現出強烈的網格依賴性。

材料失效與應力三軸度

對現有金屬材料研究發現，失效應變受應力狀態影響，材料所受應力狀態不同時，材料內產生的塑性變形與應力集中程度將不同，材料失效應變也會發生變化。

下圖為某鋁合金材料失效塑性應變與應力三軸度的曲線。

累積損傷算法
現有的結構損傷分析中，大多數采用線性累積損傷算法（如JC失效模型），不能準確反映實際的非線性累積損傷過程。非線性累積損傷模型相比線性累積損傷模型更能準確反映出實際的非線性累積損傷過程，而線性累積損傷模型偏保守。

                                                    不同失效準則和不同累積損傷算法的仿真差別

GISSMO失效模型

單元尺寸對失效應變的影響
由于材料失穩后的應變帶有強烈的網格依賴性，而損傷及失效應變均和材料失穩后的應變相關，為了消除單元尺寸對失效應變的影響，GISSMO本構中引入了單元尺寸和失效應變歸一化因子LCREGD。

實例驗證
以簡單的單軸拉伸試驗為例：
損傷閥值DCRIT設定為0.5時計算結果如下：

                                  材料失穩后中間單元先失效，符合單軸拉伸試驗規律。

                                               材料失穩時應變，損傷，應力三軸度急劇增加

損傷閥值DCRIT設定為1.0時計算結果如下：

                                             材料不發生失穩時單元幾乎同時失效，有一定隨機性

材料不發生失穩時無法構建應力下降段

                                                                      結果對比

當材料出現失穩時，塑性應變，損傷，應力三軸度在很短的時間內急劇增長，需在失穩時間內加密輸出頻率才能捕捉到峰值（損傷閥值0.5的例子在最小時間步長的輸出時間間隔內依然未捕捉到損傷為1的時刻點）。                                                                                                                                             

Dyna中GISSMO和JC失效模型比較  

JC失效模型無法模擬材料失穩過程，損傷計算只能是線性累積，失效應變與應力三軸度只能是單調的關系；   GISSMO失效模型可以模擬材料失穩過程，損傷計算為非線性指數累積，失效應變與應力三軸度可以不是單調的關系。是一種更符合實際的失效模型。                                                                                   

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