金屬本構(gòu)模型的案例
金屬JC和陶瓷JH本構(gòu)模型參數(shù) ￥9.99
整理收集的一些銅，鋁、裝甲鋼、混凝土及陶瓷材料的本構(gòu)參數(shù)
應(yīng)變率、本構(gòu)模型、金屬變形行為。
想問一下，我用準(zhǔn)靜態(tài)和高應(yīng)變率數(shù)據(jù)擬合出的本構(gòu)模型可以用來預(yù)測中應(yīng)變下的變形行為嗎
金屬材料塑性本構(gòu)模型（結(jié)合workbench）
工程中的金屬結(jié)構(gòu)一般都處于彈性工作狀態(tài)，所以工程金屬結(jié)構(gòu)分析大多數(shù)都使用線彈性材料本構(gòu)模型。不過，塑性本構(gòu)也是應(yīng)該掌握的。
workbench中常見的四種塑性本構(gòu)模型
涉及三個(gè)方面：
01 雙線性/多線性（bilinear / multilinear）
02 強(qiáng)化（hardening）
03 等向和隨動(dòng)（isotropic / kinematic）
如圖所示：
01 雙線性和多線性的區(qū)別是一目了然的，即應(yīng)力應(yīng)變曲線是兩條折線或兩條以上折線（三條及以上）。
02 強(qiáng)化是指材料在屈服后，應(yīng)力隨應(yīng)變還會增加，與此相對應(yīng)的是理想彈塑性，材料屈服后，應(yīng)力不隨應(yīng)變增加。
03 拉伸屈服點(diǎn)對壓縮屈服點(diǎn)存在影響（初始屈服影響后繼屈服）。等向模型中壓縮屈服點(diǎn)等于上一次最大拉應(yīng)力；隨動(dòng)模型中壓縮屈服點(diǎn)等于兩倍屈服應(yīng)力減去上一次最大拉應(yīng)力。由此可知，隨動(dòng)和等向模型定義的是材料屈服條件的變化，在材料加載后卸載再加載的情況下（多次屈服）才發(fā)揮作用。對于單調(diào)加載（不存在卸載過程），實(shí)際起作用的定義只是雙線性強(qiáng)化或者多線性強(qiáng)化。
另外，材料的屈服條件（屈服面）也有不同的描述模型。比如Tresca屈服準(zhǔn)則，Mises屈服準(zhǔn)則，D-P屈服準(zhǔn)則等。例如，對于二維應(yīng)力狀態(tài)，Mises屈服準(zhǔn)則在主應(yīng)力空間中是橢圓形；對于三維應(yīng)力狀態(tài)，Mises屈服準(zhǔn)則在主應(yīng)力空間中是圓柱形。
展開 Johnson-Cook金屬塑性本構(gòu)
ABAQUS/Standard 用戶材料子程序?qū)嵗?－Johnson-Cook 金屬本構(gòu)模型盧劍鋒 莊茁* 張帆
清華大學(xué)工程力學(xué)系 北京 100084
摘要：用戶材料子程序是 ABAQUS 提供給用戶定義自己的材料屬性的 Fortran 程序接口，使用戶能使用 ABAQUS 材料庫中沒有定義的材料模型。
ABAQUS
中自有的
Johnson-Cook
模型只能應(yīng)用于顯式
ABAQUS/Explicit
程序中，而我們
希望能在隱式
ABAQUS/Standard
程序中更精確的實(shí)現(xiàn)本構(gòu)積分，而且應(yīng)用
Johnson-Cook
模型
在 UMAT
編程中使用了率相關(guān)塑性理論以及完全隱式的應(yīng)力更新算法。
1 Johnson-Cook 強(qiáng)化模型簡介
Johnson-Cook（JC）模型用來模擬高應(yīng)變率下的金屬材料。JC 強(qiáng)化模型表示為三項(xiàng)的乘積， 分別反映了應(yīng)變硬化，應(yīng)變率硬化和溫度軟化。這里使用 JC 模型的修正形式：
? ? ? A ? B? n ??? ? ?& ?? ?1 ? T *m ?
?1 C ln ?1
?& ??
???0 ???
并使參考應(yīng)變率?&0 ? 1 ，這樣公式中的 A 即為材料的靜態(tài)屈服應(yīng)力。
展開 
ABAQUS/Standard 用戶材料子程序?qū)嵗?－ Johnson-Cook 金屬本構(gòu)模型
ABAQUS_Standard用戶材料子程序?qū)嵗?pdf
基于ABAQUS的混凝土損傷本構(gòu)模型與LSDYNA的JHC本構(gòu)模型分析與研究
圖1混凝土材料本構(gòu)參數(shù)設(shè)置
分析：在損傷系數(shù)的定義中，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)，
1.ABAQUS的混凝土損傷本構(gòu)模型采用的是非關(guān)聯(lián)的流動(dòng)法則，其中系數(shù)Dilation Angle，即膨脹角控制著塑性勢函數(shù)開口的大小。膨脹角越小，材料越容易破壞，那么相應(yīng)的結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)構(gòu)就偏向安全，但膨脹角越小就越不容易收斂。因此，膨脹角的取值應(yīng)當(dāng)適中，本案例中混凝土本構(gòu)參數(shù)中的膨脹角取值一般在30~35之間，取30。
2.Eccentricity（塑性勢偏移量）決定了塑性勢函數(shù)趨近其漸近線的速率。該參數(shù)的引入主要是為了保證塑性勢函數(shù)的連續(xù)、光滑及塑性勢函數(shù)在頂點(diǎn)處的可導(dǎo)性。本案例取值0.1。
3.Viscosity Parameter（黏度系數(shù)）是為了使材料模型在軟化階段更容易收斂，仍然保持0.1。
3.2基于ANSYS/LSDYNA的混凝土JHC損傷本構(gòu)模型
對于混凝土材料的本構(gòu)模型眾多學(xué)者進(jìn)行了深入分析研究以期望獲得一個(gè)更加準(zhǔn)確描述混凝土材料在壓縮拉伸等力學(xué)變化過程中的斷裂行為。除去上述本構(gòu)損傷模型以外，還有一種專門用來描述混凝土材料的本構(gòu)模型JHC本構(gòu)模型。然而，Abaqus自帶的材料模型中并沒有JHC本構(gòu)，其提供了內(nèi)置的子程序以供調(diào)用。為方便分析進(jìn)行，本文借助LSDYAN平臺對該本構(gòu)模型各參數(shù)含義進(jìn)行分析以了解此種本構(gòu)模型的優(yōu)勢之處，LSDYNA中對該JHC本構(gòu)參數(shù)的定義界面如圖2所示。JHC本構(gòu)模型是LSDYNA軟件材料庫中常用于模擬脆性材料的方程之一，尤其是方程中對材料的逐漸累積損傷的計(jì)算使得其能夠準(zhǔn)確模擬脆性材料的大變形、高應(yīng)變率效應(yīng)問題。JHC本構(gòu)包括應(yīng)力應(yīng)變模型、損傷失效模型、靜水壓力模型以及多項(xiàng)式狀態(tài)方程[1-2]。
展開 結(jié)構(gòu)分析的常用本構(gòu)關(guān)系（本構(gòu)模型）
微信 leslie_wj
01 本構(gòu)關(guān)系的定義
本構(gòu)關(guān)系屬于材料的屬性，其實(shí)就是材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，也就是內(nèi)力和變形的關(guān)系。
02 線彈性本構(gòu)：彈性，并且應(yīng)力和應(yīng)變線性相關(guān)。
03 非線性彈性本構(gòu)：彈性，應(yīng)力和應(yīng)變非線性相關(guān)。
04 理想彈塑性本構(gòu)：彈性階段應(yīng)力和應(yīng)變線性相關(guān)，塑性階段應(yīng)力保持不變。
05 線性強(qiáng)化彈塑性本構(gòu)：彈性階段應(yīng)力和應(yīng)變線性相關(guān)，塑性階段應(yīng)力和應(yīng)變線性相關(guān)。
06 剛塑性本構(gòu)：彈性可忽略。
一個(gè)有意思的材料本構(gòu)模型設(shè)計(jì)方案，拉伸變形采用von Mises屈服，壓縮側(cè) cap屈服本構(gòu)模型設(shè)計(jì)。
分享這個(gè)代碼的主要原因：一方面，它很適合做玻璃、非晶材料、壓痕問題中的壓力敏感塑性分析；另一方面，它也是學(xué)習(xí) cap 模型、致密化硬化和隱式本構(gòu)積分的一個(gè)很好的范例。論文結(jié)果表明，這一模型能夠較好復(fù)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)載荷—位移曲線以及壓痕致密化分布，不過需要明確指出的是，當(dāng)前模型暫時(shí)還沒有考慮剪切硬化，因此更適合用于理解“壓痕致密化”這一核心機(jī)制，而不是直接覆蓋所有復(fù)雜失效問題。作為一份用于科研復(fù)現(xiàn)和二次開發(fā)的代碼，我覺得它很有參考價(jià)值。
約束混凝土cdp塑性損傷本構(gòu)，mander混凝土本構(gòu)模型 ￥10
約束混凝土本構(gòu)，mander混凝土本構(gòu)，自己做的箍筋約束方柱和圓柱本構(gòu)模型，表格只要輸入相關(guān)參數(shù)，自動(dòng)生成ABAQUS塑性損傷本構(gòu)關(guān)系。
YLD2004本構(gòu)模型 ￥199
其主要應(yīng)用場景包括以下幾個(gè)方面：
車身設(shè)計(jì)：YLD2004模型可用于描述汽車車身零部件的各向異性塑性行為，進(jìn)行強(qiáng)度、剛度和疲勞壽命等方面的分析和設(shè)計(jì)。
金屬成形加工：YLD2004模型可用于描述金屬材料的塑性變形行為，進(jìn)行成形加工過程的模擬和優(yōu)化。
建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：YLD2004模型可用于描述鋼結(jié)構(gòu)的各向異性塑性行為，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和疲勞壽命等方面的分析和設(shè)計(jì)。
航空航天領(lǐng)域：YLD2004模型可用于描述航空航天結(jié)構(gòu)材料的各向異性塑性行為，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和疲勞壽命等方面的分析和設(shè)計(jì)。
其他領(lǐng)域：YLD2004模型還可用于其他領(lǐng)域的金屬材料塑性分析和設(shè)計(jì)，例如機(jī)械制造、電子設(shè)備等領(lǐng)域。
YLD2004模型模型包含18個(gè)材料參數(shù)用于確定屈服面，以及其他參數(shù)去頂硬化和加卸載等：
這些參數(shù)需要通過試驗(yàn)或數(shù)值模擬獲得。其中，確定屈服面參數(shù)需要進(jìn)行單軸拉伸、單軸壓縮、剪切等試驗(yàn)；確定硬化規(guī)則參數(shù)需要進(jìn)行多次加載和卸載試驗(yàn)以測定材料的塑性硬化行為；確定加載面參數(shù)需要進(jìn)行不同方向的應(yīng)力應(yīng)變試驗(yàn)。
而更精確的模擬往往以更高的數(shù)值計(jì)算為代價(jià)，通過原始模型結(jié)合線搜索可以實(shí)現(xiàn)更快的數(shù)值收斂
以YLD2004為本構(gòu)模型進(jìn)行單向拉伸加載模擬，結(jié)果取下：
展開 方鋼管混凝土本構(gòu)模型 ￥15
方鋼管混凝土本構(gòu)模型，方鋼管約束混凝土本構(gòu)模型，mander混凝土本構(gòu)模型，自己做的方鋼管混凝土本構(gòu)模型，表格只要輸入相關(guān)參數(shù)，自動(dòng)生成混凝土塑性損傷本構(gòu)關(guān)系，塑性損傷本構(gòu)模型。B站有鋼管混凝土軸壓驗(yàn)證操作詳細(xì)視頻：https://www.bilibili.com/video/BV19R4y147gb?spm_id_from=333.337.search-card.all.click
Abaqus橡膠本構(gòu)模型選擇
但橡膠的本構(gòu)關(guān)系非常復(fù)雜，在大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，人們建立了很多理論模型來描述其力學(xué)特征。本文主要對Abaqus中橡膠本構(gòu)模型的選擇進(jìn)行簡單介紹。
一、概述
與金屬材料不同，橡膠在受力以后的變形非常復(fù)雜，并伴隨著大位移和大應(yīng)變。橡膠材料本身又是非線性材料，本構(gòu)關(guān)系復(fù)雜，無法像金屬材料那樣僅需幾個(gè)系數(shù)便可描述材料特性。
此外，橡膠在變形過程中的體積幾乎不變，同時(shí)其力學(xué)行為對溫度、環(huán)境、應(yīng)變歷史、加載速率等十分敏感，這樣就使得描述橡膠的行為更加復(fù)雜。
隨著技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在可借助計(jì)算機(jī)使用有限元方法來分析工業(yè)中橡膠元件的力學(xué)性能，包括選取橡膠的本構(gòu)模型、擬合本構(gòu)模型等。
二、Abaqus中本構(gòu)模型的選擇
在Abaqus中進(jìn)行橡膠材料的本構(gòu)模型選擇、主要包括以下幾個(gè)步驟：
1、在Module中下拉選擇property，并依次創(chuàng)建密度、延展性和超彈性項(xiàng)，如圖1~圖3所示。
圖
1
新建密度
圖
2
新建延展性
圖
3
新建超彈性項(xiàng)
2、接下來需要定義橡膠超彈性的參數(shù)，包括試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變數(shù)據(jù)的導(dǎo)入、本構(gòu)模型的識別和擬合選擇等。這里的數(shù)據(jù)導(dǎo)入以單軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，各步操作如圖4~圖5所示。
圖
4
試驗(yàn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入準(zhǔn)備
圖
5
數(shù)據(jù)導(dǎo)入（復(fù)制粘貼即可）
3、數(shù)據(jù)導(dǎo)入完成之后，就根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行本構(gòu)模型的識別。如圖6~圖7所示。
展開 ABAQUS umat 非線性等向硬化本構(gòu)模型（Voce 硬化模型） ￥129
<p class="ql-align-justify">本資源包含一份 PDF 文檔和可直接編譯運(yùn)行的 Fortran UMAT 代碼，具體內(nèi)容為：</p><p class="ql-align-justify">非線性等向硬化本構(gòu)模型（Voce硬化模型） + 隱式積分 + 徑向返回</p><p class="ql-align-justify">完整公式推導(dǎo) + Fortran 源碼直接編譯</p><p class="ql-align-justify">完整的算法一致切線模量推導(dǎo)與實(shí)現(xiàn)</p><p class="ql-align-justify">PDF 包含規(guī)范化的本構(gòu)方程、隱式積分、徑向返回與一致切線模量推導(dǎo)，可供初學(xué)者學(xué)習(xí)。配套 UMAT 代碼可直接在 ABAQUS 編譯運(yùn)行，采用全隱式積分搭配一致切線模量，收斂速度極快、計(jì)算精度極高，適合初學(xué)者快速入門。</p><p class="ql-align-justify">下圖展示了部分PDF內(nèi)容，及umat計(jì)算結(jié)果與abaqus內(nèi)置模型對比，可以發(fā)現(xiàn)umat收斂速度極快，與abaqus內(nèi)置模型幾乎一致。
展開 ABAQUS umat 非線性混合硬化本構(gòu)模型（Chaboche 硬化模型 ） ￥239
<p>本資源包含一份 PDF 文檔和可直接編譯運(yùn)行的 Fortran UMAT 代碼，具體內(nèi)容為：</p><p>Chaboche硬化本構(gòu)模型 + 隱式積分 + 徑向返回</p><p>完整公式推導(dǎo) + Fortran 源碼直接編譯</p><p>任意個(gè)數(shù)背應(yīng)力分量 + 解析一致切線模量</p><p>PDF 包含規(guī)范化的本構(gòu)方程、隱式積分、徑向返回與一致切線模量推導(dǎo)，可供初學(xué)者學(xué)習(xí)。配套 UMAT 代碼可直接在 ABAQUS 編譯運(yùn)行，采用全隱式積分搭配一致切線模量，收斂速度極快、計(jì)算精度極高，適合初學(xué)者快速入門。</p><p>下圖展示了部分PDF內(nèi)容，及umat計(jì)算結(jié)果與abaqus內(nèi)置模型對比，可以發(fā)現(xiàn)umat收斂速度極快，與abaqus內(nèi)置模型幾乎一致。
展開 橡膠的本構(gòu)模型和參數(shù)
請問用abaqus分析橡膠的常用本構(gòu)模型有哪些？材料參數(shù)大概是個(gè)什么范圍？
