JH2模型
關注創(chuàng)建者：Baixiaxia 創(chuàng)建時間：2020-06-11
JH2模型的視頻教程
abaqus JH2模型介紹，調用，及參數(shù)詳解
第一課根據(jù)論文介紹JH2本構模型的內容 第二課介紹inp文件和abaqus GUI材料定義中如何實現(xiàn)JH2本構模型的仿真 第三課根據(jù)模型介紹abaqus中JH2模型和論文中介紹的異同點以及如何調整參數(shù) 后續(xù)章節(jié)根據(jù)情況進行補充說明，沒有問題可能就不補充了
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JH2模型詳細講解以及如何確定參數(shù)
JH2模型廣泛用于脆性材料，如陶瓷/混凝土/巖石的侵徹和爆炸模擬中。 本節(jié)課程適用于想詳細了解JH2模型是如何計算的及參數(shù)是如何確定的 不再受文獻中參數(shù)確定問題的困擾，手把手教你確定輸入?yún)?shù)。
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Abaqus JH-2及JHB本構模型的使用及參數(shù)敏感性
JH-2、JHB適用陶瓷等脆性材料，介紹其本構模型組成及參數(shù)含義 講解abaqus中JH-2、JHB本構的使用細節(jié) 探討JH2、JHB本構在實際使用中的參數(shù)敏感性調節(jié)問題 1-JH2-JHB概述 2-JH2-JHB模型介紹 3-JH2-JHB使用 4-JH2-JHB參數(shù)敏感性 購買課程后需要氧化鋁、碳化硅及玻璃參數(shù)可私聊我 如原4視頻有問題，請觀看新4
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JH2模型的實例教程
The JH-2 model similarly consists of three components.
結果如下：
impactsiliconcarbide_jh2.txt
把附件的txt后綴直接改為inp文件即可運行
ABAQUS斷裂模擬收徒 ，快速學會各種ABAQUS斷裂模擬方法 **/人（將有機會享有各種插件以及程序，價值**、專門定制視頻、全程親自教學、各種模型調試及解答問題等等，傾囊相教）
眾所周知，在ANSYS/LSDYNA中JH-2模型適用于模擬大變形材料的力學行為的，用于陶瓷、玻璃、藍寶石等硬脆材料的力學模擬中，JH-2本構模型具有三類參數(shù)，分別對應著LSDYNA材料卡片中的三類指標，本構參數(shù)眾多，那么對于了解其真實含義至關重要，對此，筆者在查閱文獻基礎下總結了各個參數(shù)的準確含義并對其背后的數(shù)學公式的前后推導順序做出了總結，如圖1所示。
圖1
文獻中給出了比較權威的關于氧化鋁陶瓷的jh-2本構全部參數(shù)，可以對大家對于硬脆陶瓷材料的參數(shù)選擇調試提供很大的參考意義，三類陶瓷材料的本構參數(shù)如圖2所示。
圖2
展開 本文重點講述了JH-2本構模型參數(shù)的標定過程，過程十分詳細。還順帶在開頭提及了空氣模型的相關參數(shù)，需要的朋友可自行下載學習。
下圖為本文檔的目錄與介紹部分：
1992年Johson和Holmquist首次提出用于脆性材料的JH1模型，隨后于1994年提出在JH1基礎上改進型的JH2模型。JH2模型包括應變率、靜水壓力以及與損傷相關的強度模型和多項式形式的狀態(tài)方程。它是在JH1模型基礎上，加入強度的連續(xù)損傷劣化效應來描述材料的梯度破壞過程。加載過程中材料首先表現(xiàn)為彈性性質，直到應力水平達到材料的屈服極限，材料開始發(fā)生損傷。隨著損傷的逐漸積累，脆性材料發(fā)生劣化，最終完全破碎。
JH2強度模型是將材料的等效應力表示成靜水壓力的冪函數(shù)形式并且與應變率和損傷因子Ｄ相關，其中定義的歸一化強度模型為
當材料未發(fā)生損傷D=0時，歸一化等效應力可以表示為
當材料完全破碎D=1時，歸一化等效應力為
p*為歸一化靜水壓力
由裂紋導致的損傷
其中
裂紋產生前靜水壓力為
裂紋產生后需要加入壓力增量ΔP
其中
Abaqus自帶的材料模型中并沒有JH2本構，但是其提供了內置的子程序以供調用。使用內置子程序需要以ABQ_JH2_作為前綴，比如ABQ_JH2_GLASS。JH2的材料設置時，一共由8個狀態(tài)變量，第8個狀態(tài)變量控制網(wǎng)格刪除。各變量的含義如下。
材料屬性的含義如下
下圖為通過JH2本構進行的相關的沖擊模擬
此外，本貼根據(jù)JH2本構的相關理論，編寫了JH2本構的VUMAT子程序，并對脆性材料的SHPB試驗進行了模擬，以下是相關的結果。
試驗件失效示意圖
入射和透射桿上的應變響應
有關于abaqus子程序開發(fā)的相關問題可以聯(lián)系公眾號。
展開 圖1 氮化鋁摩擦磨損實驗幾何模型
1.2 ABAQUS/Standard中的Archard磨損模型
Archard磨損模型是使用最為廣泛的一種磨損模型，多用于預測每個節(jié)點的材料去除率[8]，其通用形式：
式中:V—磨損過程中去除材料的體積；s—滑行距離；F—法向載荷；K—無量綱磨損系數(shù)；H—磨損材料的硬度。對公式進行推導和變形可得到：
式中：hi+1—進行到（i+1）次增量步時的總磨損量；pi—第i次增量步時的接觸壓力；kD為無量綱磨損系數(shù)；hi—第i次增量步的磨損深度。在有限元仿真計算當中，為了實現(xiàn)摩擦塊磨損行為的求解，可以通過調用UMESHMOTION子程序，利用Archard磨損模型求得摩擦塊的磨損量。
1.3 ABAQUS/Explicit中的JH-2磨損模型
Johnson-Holmquist (JH-2）模型是一種彈塑性損傷材料模型，常用于描述大應變率和高壓下的玻璃和陶瓷等脆性材料，該模型能夠捕捉脆性材料的去除機制[11]，氮化鋁材料的JH-2模型相關常數(shù)，見表1。
表1 氮化鋁的JH-2模型參數(shù)[12]
在ABAQUS中編譯inp文件可構建JH-2陶瓷損傷模型，見圖2，在裝配時輸入由Archard模型計算的磨損深度a。為模擬涂層材料的破損需在單元設置中勾選單元刪除，載荷施加方向為摩擦力方向，為滾動體施加在摩擦方向的線速度。采用動力顯式分析對磨損過程進行求解。
圖2 磨損去除材料模型
2 結果和討論
2.1 磨損深度
圖3為法向載荷3N且滑行距離200mm時氮化鋁基板自適應面上的磨損量，Y軸為磨損深度，X軸為節(jié)點編號。可得最大磨損量發(fā)生在節(jié)點79744，磨損深度為6.90×10-9mm。
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3.確定材料參數(shù)，在ls-prepost中輸入材料參數(shù)，巖石采用JH-2模型，炸藥模型中采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN 材料模型，空氣材料采用*MAT-NULL 材料模型描述。
1.3 ABAQUS/Explicit中的JH-2磨損模型
Johnson-Holmquist (JH-2）模型是一種彈塑性損傷材料模型，常用于描述大應變率和高壓下的玻璃和陶瓷等脆性材料，該模型能夠捕捉脆性材料的去除機制[11]，氮化鋁材料的JH-2模型相關常數(shù)，見表1。
Abaqus官方幫助中給出的JH-2本構模型參數(shù)如表2所示。
表2 JH-2本構模型參數(shù)
JH-2本構模型以無量綱形式描述了應力和壓力的關系，以Hugoniot極限下的壓力對壓力變量進行了無量綱化。
JHB本構模型狀態(tài)變量如表3所示。
Abaqus官方幫助中給出的JH-2本構模型參數(shù)如表2所示。
表2 JH-2本構模型參數(shù)
JH-2本構模型以無量綱形式描述了應力和壓力的關系，以Hugoniot極限下的壓力對壓力變量進行了無量綱化。
JHB本構模型狀態(tài)變量如表3所示。
眾所周知，針對硬脆材料的模擬通常采用JHC或JH-2本構模型模擬，玻璃類材質、混凝土等是這類硬脆材料的典型代表。相同的是，無論JHC還是JH2本構模型都內置有材料的累積損傷模型用以準確描述硬脆材料在收到破壞時的內部單元失效變化，反映在宏觀上即產生裂紋、斷裂、損傷等。研究上述諸如裂紋等材料大變形問題對于深入認知本構模型的作用機理就顯得尤為必要。
本文重點講述了JH-2本構模型參數(shù)的標定過程，過程十分詳細。還順帶在開頭提及了空氣模型的相關參數(shù)，需要的朋友可自行下載學習。
下圖為本文檔的目錄與介紹部分：
Abaqus自帶的材料模型中并沒有JH2本構，但是其提供了內置的子程序以供調用。
本人閱讀并收集了大量文獻中的巖石/混凝土本構參數(shù)供參考，包括常用的RHT模型、HJC模型、JH-2模型、PK模型等，多數(shù)取自近幾年的SCI/EI論文，包括多個種類的巖石/混凝土（各個強度等級混凝土、花崗巖、砂巖、煤巖、石灰?guī)r、礦石、矽卡巖、白云巖、板巖、煤巖、綠砂巖、白砂巖、紅砂巖、灰砂巖、玄武巖、灰砂巖、大理巖、角巖、軟巖、土壤炮泥等等），并且模板會持續(xù)更新。
基于無網(wǎng)格SPH法的納米壓痕仿真方法（分析裂紋的萌生及擴展）
建模分析流程：
用WB建立FEM幾何模型，用APD前處理，用LSPP進行femsph轉化，生成SPH粒子，進行虛粒子約束等便捷處理，定義接觸設置求解時間，定義裂紋損傷的輸出等，最后用UE軟件對K文件進行查看，替換硬脆材料的JH-2本構模型，檢查K文件正確性等。
眾所周知，在ANSYS/LSDYNA中JH-2模型適用于模擬大變形材料的力學行為的，用于陶瓷、玻璃、藍寶石等硬脆材料的力學模擬中，JH-2本構模型具有三類參數(shù)，分別對應著LSDYNA材料卡片中的三類指標，本構參數(shù)眾多，那么對于了解其真實含義至關重要，對此，筆者在查閱文獻基礎下總結了各個參數(shù)的準確含義并對其背后的數(shù)學公式的前后推導順序做出了總結，如圖1所示。
