MAT_ADD_EROSION的案例
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。
展開 MAT_ADD_EROSION 關鍵字定義材料失效及其案例應用 ￥20
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 Workbench LS-DYNA聯合LSPP進行玻璃破碎分析
*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 關于 Ls-Dyna中材料失效準則的定義
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。
你不知道的CAE小常識（三十二）
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（比如某個應變大小）后，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。
展開 CAE小常識系列：你不知道的CAE小常識（二）
需要用到*mat_add_erosion關鍵字，對于這個關鍵字有幾個需要注意的地方。
1、材料的通用性破壞準則：
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
單元刪除功能是為了克服有限元本身的缺陷而提出的一項方法，由于有限元本身是基于連續介質力學的，而在連續介質力學中，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（比如某個應變大小）后，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。
展開 ls-dyna知識（上）
需要用到 *mat_add_erosion關鍵字，對于這個關鍵字有幾個需要注意的地方。
1、材料的通用性破壞準則：`
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
單元刪除功能是為了克服有限元本身的缺陷而提出的一項方法，由于有限元本身是基于連續介質力學的，而在連續介質力學中，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（比如某個應變大小）后，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。
展開 ls-dyna模擬Shpb
Mat add erosion到底如何設置？ 約束又如何設置
hypermesh中定義材料失效
hypermesh中定義材料失效
即*MAT-ADD-EROSION中第一行是什么意思?
lsdyna模擬爆破裂紋發展 ￥1
裂隙的產生擴展通過添加*MAT_ADD_EROSION控制材料失效標準。本案例設置的是mnpres失效，即拉應力失效，具體數值根據材料動載破壞強度和期望效果調整。
Uncoupling_1_25.k
LS-DYNA的巖石爆生裂紋擴展模擬方法
單孔爆破：
雙孔爆破：
（2）添加關鍵字MAT_ADD_EROSION
當本構的損傷判據無法描述裂紋擴展時，可利用該關鍵字對巖石單元添加失效判據，當單元對應的變量超過設定的閾值后，單元會被刪除。常用的失效判據如下：
可根據需要自行選擇失效準則，并且該關鍵字支持多個失效判據的組合。需注意的是，其未直接給出有關拉力、拉應變的判據，需自行改變正負號。如最大拉應力則需選擇最小失效應力判據，并在選項卡中填入負數。
單孔爆破：
雙孔爆破：
LS-DYNA侵蝕算法--定義材料失效
這時就需要額外的失效準則定義，DYNA提供的*MAT_ADD_EROSION關鍵字可以模擬材料失效從而防止單元發生與實際不相符的大變形，可直觀的反映混凝土在撞擊下遭到破壞而形成孔洞的情形。
使用該算法時，需要注意兩點，一是模型中開裂破壞的部分必須劃分較密的網格，否則大量單元失效將導致計算結果較大的誤差；二是選取適當的失效判定依據和閾值，EROSION算法可以通過定義失效應力、失效應變、失效時間等多種閾值控制單元失效，閾值太小，單元過早刪除，或閾值太大，單元發生了不切實際的大變形，均會導致結果產生較大的誤差。因此，計算中應當根據計算結果和試驗結果的對照來確定閾值。
混凝土采用上文中所介紹的塑性損傷模型Concrete_Damage_Rel3，只需輸入其抗壓強度（注意數值為負）和單位轉換系數即可，其余參數由程序自動生成，取混凝土單元失效主應變閾值為0.17[54]。
下面是采用了侵蝕算法后的仿真結果和實驗比較：
當發動機以150 m/s的速度撞擊混凝土板時，鋼筋混凝土板表面被穿透，背面混凝土剝落，露出了內部的鋼筋結構，與試驗結果一致，這種現象被描述為結痂模式（Scabbing Mode），如圖所示；
(a) 發動機穿透鋼筋混凝土板表面 (b) 撞擊背面出現剝落
(c) 試驗結果（單位：mm）
發動機以150 m/s速度撞擊鋼筋混凝土板的數值模擬結果與試驗對比
展開 基于ANSYS/LS-DYNA巖石、混凝土材料SHPB沖擊壓縮模擬資料總結（適用于初學者）
SHPB沖擊壓縮模擬專題筆記整理.pdf
1 實驗裝置基本信息 2
2動態模擬 2
2.1 單軸沖擊壓縮模擬 2
2.2 關鍵字設置 4
3 ANSYS界面 6
3.1 頁面介紹 6
3.1.1主頁面 6
3.1.2 主菜單詳情介紹 8
4 LS-PrePost界面 11
4.1主頁面 11
4.2選項卡 13
4.2.1 選項卡1：后處理工具 13
4.2.2 選項卡2：預處理和后處理 19
4.2.3 選項卡3、4：關鍵字文件編輯 20
4.2.4 選項卡5：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 33
5.4單位制 34
5.5 截圖 34
5.5.1 ANSYS LS-DYNA 34
5.5.2 LS-PrePost 34
5.6 常用云圖所選取的觀察方式（Fcomp） 35
5.7 半正弦波的生成和加載步驟 36
5.7.1 半正弦波的生成 36
6 常用公式 38
6.1 SHPB實驗 38
展開 雙孔巖石微差爆破模擬
巖石材料選用PLASTIC_KINEMATIC模型，因只做簡單計算，所以并未進行損傷控制，損傷控制可使用*MAT_ADD_EROSION關鍵字來定義巖石失效判斷依據，模擬爆破過程中裂紋的產生和損傷范圍。
模型中PART1為巖石，PART2為空氣，PART3和PART4為炸藥。空氣體積大于巖石體積，裝藥方式為耦合裝藥，起爆間隔2ms，模型如下：
模型四周和底面施加無反射邊界條件，
*BOUNDARY_NON_REFLECTING
1 0 0
2. 計算結果
不同時刻應力Misc云圖：
H114227單元監測點速度時程曲線：
H114227單元壓力時程曲線:
因時間倉促，能力有限，所制作模型難免有不合理之處，歡迎各位仿真工作者提出寶貴意見，ANSYS模型及K文件可通過以下鏈接下載：
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1xRM0fHq-MO2qk3Nx5TY_uw
提取碼：9gub
展開 駐技術鄰五年有感
0.0 0.0 8.0E-2 0.0
*MAT_ADD_EROSION
9 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
0.0 0.0 0.0 0.0 0.5 0.0 0.0 0.0
0 0.0 0 0.0 1.0 0.0 1.0 0
●K文件下載方式：
第一步、打開微信，在公眾號搜索欄輸入名稱“DR有限元”關注我們公眾號。
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