EROSION
關注創建者：vino_3721 創建時間：2020-12-17
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
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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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 Shear loss is an important mechanism for fracture loss in rocky slope and is a major cause of erosion and erosion-induced sedimentation. The erosion of rocks and sediments by erosion is the most important source of sedimentary and igneous rocks in the U.S. Geological Survey has estimated that about 1.5 million tons per year are lost to erosion by the United States. The erosion rate is estimated to be about 1% per million years for the entire continental shelf and at 2% per Million Years for all other continental shelves. In addition, erosion rates are estimated at about 2.0 % per 100 m2 of surface area for both continental and sub-continental shelf. "
顯然這個結果不是我們期望的，作為比較，使用gpt2-large模型運行，結果顯示gpt2-large生成的文本質量比XLNet好。
展開 erode_proj_and_plate.inp
Model of impact of eroding projectile into eroding plate without nodal erosion.
erode_proj_and_plate2.inp
Model of impact of eroding projectile into eroding plate with nodal 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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5 Erosion Coupling 邊耦合：邊緣耦合是自動的。殼段被挑出，暴露的邊緣被耦合。不需要* CONSTRAINED _ LAGRANGE _ IN _ SOLID _ EDGE。
6 Erosion Coupling 侵蝕耦合：固體單元的侵蝕會改變耦合段。屬于侵蝕元素的片段需要刪除，新暴露的片段需要增加。
LS-Dyna采用*MAT_ADD_EROSION來設置GISSMO失效模型 ，如圖4所示。
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</div><p>2.材料</p><p>水和空氣采用9#號材料，土體采用5#號材料，并搭配add erosion
默認情況下，通用接觸算法不包括節點侵蝕（nodal erosion）【在abaqus explicit中Nodal erosion：默認=no】，因此即使周圍的所有單元都已失效，接觸節點仍將參與接觸計算。這些節點充當自由浮動質點（free-floating point masses），可以與主動接觸面（active contact faces）發生接觸。
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
https://www.yqgqt.org.cn/video/c18166
否
mat_add_erosion
前三個圖為不加add erosion，后兩個圖為添加add erosion。
可提供代做，歡迎大家騷擾。
movie_000.mp4
movie_001.mp4
movie_002.mp4
剖視-1.mp4
損傷-1.mp4
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。基本設置如圖3所示，材料屬性及狀態方程參數如圖4和圖5所示。
CFD-based erosion modeling of simple and complex geometries. PhD Thesis, University of Strathclyde.: 1
[2]
Forder, A., Thew, M., Harrison, D., 1998.
(1) 溢流(Overtopping);
(2) 邊坡不穩定(Slope instability);
(3) 地震(Earthquake);
(4) 地基破壞(Foundation failure);
(5) 滲流(Seepage);
(6) 結構破壞(Structural failure);
(7) 侵蝕(Erosion);
