MAT_ADD_EROSION
關注創建者：CAE追夢者 創建時間：2019-11-21
MAT_ADD_EROSION的視頻教程
mat_add_erosion失效關鍵字在爆破模擬中的應用
本課程主要對LS-DYNA軟件中mat_add_erosion失效準則關鍵字進行詳細解析，重點講解了關鍵字每個選項卡的含義及參數賦值原則。第5節錄制較早，有部分問題沒闡述清楚，第2~4節是最新錄的，只看第2~4節即可。 另外，也講解了在爆破模擬中如何設置該關鍵字的失效閾值參數，并詳細解釋了為何采用此失效準則。
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《基于LS-dyna111號材料JHC模型高臺階巖石爆破仿真模擬》——手把手教程系列
（MAT_111） 失效方式：*MAT_ADD_EROSION 起爆點：*INITIAL_DETONATION 炸藥和空氣共節點，與巖石采用流固耦合方式； 1/4模型 1/2模型（YZ平面鏡像） 1/2模型（X平面鏡像） 網格劃分 mat_add_erosion 起爆點設置注意事項
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MAT_ADD_EROSION的實例教程
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。
展開 MAT_ADD_EROSION 關鍵字的案例應用
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，任何一個滿足的時候，相對應的單元即被刪除（erosion）。
帶有缺口平板拉伸破壞為例
拉伸斷裂破壞結果動圖（含損傷失效）
初始模型
拉伸破壞動圖（不含損傷失效）
本案例僅提供模型文件結果文件及相關指導，凡購買的朋友針對本案例仿真實現上有什么疑問可以私信。更多知識點、注意點見收費部分。
展開 *MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS材料本構可以模擬玻璃、陶瓷等脆性材料，配合*MAT_ADD_EROSION定義材料失效，但在Workbench中不支持此類材料本構，我們在LS-Prepost輸入*MAT__JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS和*MAT_ADD_EROSION參數，如圖1-圖2所示，并生成相應的K文件，如圖3所示，為后續在workbench分析做準備。
圖1 *MAT__JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS材料參數
圖2 *MAT_ADD_EROSION參數
圖3 k文件
在DesignModeler中建力小球撞擊玻璃的分析模型，如圖4所示，將小球定義為剛體，在玻璃體下插入命令command，即Keyword Snippet，將k文件中的*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS命令復制過來，這樣就定義了玻璃的材料參數，如圖5所示。
圖4小球撞擊玻璃分析模型
圖5定義玻璃材料參數
在LS DYNA分析設置中，插入Keyword Snippet，將k文件中的*MAT_ADD_EROSION命令復制過來，這樣就定義了玻璃的失效模式，如圖6所示。
圖6定義玻璃失效模式
接下來可以正常的劃分網格、定義小球的初速度以及玻璃的邊界條件，如圖6、圖7所示，小球初速度100m/s，玻璃四周固定，求解時長0.0005s。
圖6網格劃分
圖7邊界條件
通過LS-Prepost查看求解結果，如圖8所示。
圖8玻璃破碎過程
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展開 裂紋的形成有兩種方式，一種是定義單元失效準則（*mat_add_erosion關鍵字），這種在定義的時候裂紋部位的網格必須足夠的密，否則大量單元時效對結算結果會有較大影響；另一種是定義節點約束失效形成裂紋，方法是單元之間不是通過共節點進行連接，而是相互獨立的，通過定義失效約束進行連接，這種方法的問題在于建立模型的過程比較復雜。
用到*mat_add_erosion關鍵字，對于這個關鍵字有幾個需要注意的地方。
1、材料的通用性準則：
材料通常為拉破壞或者剪切破壞，靜水壓是以壓為正，拉為負，所以靜水壓破壞就是給出最小的承受壓力，當然需要小于0（即拉力），如果靜水壓小于該值，則材料破壞。相反，應力則是以壓為負，拉為正，故最大主應力或最大等效應力或最大剪應力破壞等等都是給出最大的應力極限，當然大于0，如果拉應力大于該值，則材料破壞，無論是MAT_ADD_EROSION，還是材料內部自帶的破壞準則還是其他軟件，都遵循以上準則。注意：屈服不是失效。
2、單元失效模擬的功能與目的
單元刪除功能本身是為了克服有限元本身的缺陷的一項方法，由于有限元本身就是基于連續介質力學的，而在連續介質理學中，所研究的物體需要是連續的，既物質域在空間中連續。在這樣的理論假設框架下，單元本身是不會消失的。然而在實際情況下，由于損傷斷裂的存在，勢必會使得一些單元消失或者完全的失效，所以為了能夠模擬這種情況，DYNA提供了單元失效功能。
破壞、失效、斷裂，都是工程性的概念，它表示在達到某一準則后，結構、構件、或者構件中的某一部分，從結構中退出工作，不再影響整體結構的受力。而從有限元概念上說，對上述機制的模擬，基本手段都是一樣的，就是當滿足某一指標（比如某個應變大?。┖?，將一個單元或者一個積分點的質量、剛度和應力、應變都設為零（或者非常接近與零），這樣它在整體結構計算中就不再發揮作用，進而實現了退出工作機制的模擬。所以，無論是把纖維模型中的某個纖維、或者分層殼模型中的某一層、或者實體模型中的某個積分點，或者結構中的某個單元，讓其不再參與整體結構計算，都可以達到模擬破壞退出工作的目的。而所謂單元生死技術，是上述基本概念在有限元程序中的一個“打包”應用。
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LS-Dyna采用*MAT_ADD_EROSION來設置GISSMO失效模型 ，如圖4所示。
對于R11.0版本之前的求解器，則可以采用多個*MAT＿ADD＿EROSION關鍵字來等效實現。采用新網格尺寸修正設置方法后，6種加載工況不同網格尺寸仿真力-位移曲線如下圖5所示。與默認網格修正設置方法相比，自定義應力三軸度修正曲線方式不同網格尺寸預測結果趨于一致，與1 mm網格模型相比，各工況4 mm網格模型仿真失效位移最大偏差由85%下降至9.8%。
LS-DYNA軸壓和圍壓下霍普金森壓桿SHPB動態壓縮模擬
https://www.yqgqt.org.cn/video/c176866
否
LS-DYNA邊坡臺階微差爆破三維模擬
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否
mat_add_erosion
材料選用*Mat_ Johnson_Cook模型計算高應變率相關的高速沖擊問題，引用最大主應變失效準則（*Mat_Add_Erosion），狀態發方程采用*EOS_Gruneisen，采用常應力單元積分算法*Section_Solid，沙漏控制采用4號Flanagan-Belytschko stiffness forms算法?；驹O置如圖3所示，材料屬性及狀態方程參數如圖4和圖5所示。
：預處理工具 22
4.2.5 選項卡7：預處理工具 25
4.2.6 選項卡8：實體顯示界面 26
4.2.7 常用操作界面 26
4.3 新版界面（F11切換） 28
5 常用信息及操作 31
5.1 HJC模型 31
5.1.1參數意義 31
5.1.2 不同強度混凝土HJC模型參考 32
5.2 RHT模型 32
5.3 關鍵字*MAT_ADD_EROSION
*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS材料本構可以模擬玻璃、陶瓷等脆性材料，配合*MAT_ADD_EROSION定義材料失效，但在Workbench中不支持此類材料本構，我們在LS-Prepost輸入*MAT__JOHNSON_HOLMQUIST_CERAMICS和*MAT_ADD_EROSION參數，如圖1-圖2所示，并生成相應的K文件，如圖3所示，為后續在workbench
Mat add erosion到底如何設置？ 約束又如何設置
由于炸藥的爆炸沖擊荷載對結構整體的受力影響基本可忽略不計，數值模擬中則是通過在K文件中增加材料失效關鍵字*MAT_ADD_EROSION，讓待爆破拆除柱子按實際中的延期時間依次失效?？蚣艚Y構主體部分的失效選擇適合脆性材料的第一強度失效準則（最大主應力失效準則），即單元到達最大主應力臨界值時，單元從計算模型中消失，其失效形式同上。
v2 v3 d1 d2 d3 beta
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7.9E-4,4.9E-2,4.8E-4,2E-3,0,0,0,0
*mat_add_erosion
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