ansys 陶瓷jh本構(gòu)
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys 陶瓷jh本構(gòu)的視頻教程
ABAQUS高速?zèng)_擊陶瓷板SIC碳化硅JH2本構(gòu)考慮cohesive單元
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LS-DYNA離散元DEM-FEM耦合法模擬彈體侵徹靶板（JH-2本構(gòu)，陶瓷、巖石材料）
課程安排包括LS-DYNA軟件離散元DEM知識(shí)講解、DEM相關(guān)關(guān)鍵字解析、建模流程講解和后處理，模擬了彈體侵徹JH-2陶瓷或巖石靶板，可清晰表征損傷裂紋擴(kuò)展。 視頻K文件可在附件下載，視頻中的疑問(wèn)可以答疑。 若對(duì)學(xué)習(xí)有幫助，期待5星好評(píng)。
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ansys 陶瓷jh本構(gòu)的實(shí)例教程
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(xué)行為的，用于陶瓷、玻璃、藍(lán)寶石等硬脆材料的力學(xué)模擬中，JH-2本構(gòu)模型具有三類(lèi)參數(shù)，分別對(duì)應(yīng)著LSDYNA材料卡片中的三類(lèi)指標(biāo)，本構(gòu)參數(shù)眾多，那么對(duì)于了解其真實(shí)含義至關(guān)重要，對(duì)此，筆者在查閱文獻(xiàn)基礎(chǔ)下總結(jié)了各個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確含義并對(duì)其背后的數(shù)學(xué)公式的前后推導(dǎo)順序做出了總結(jié)，如圖1所示。
圖1
文獻(xiàn)中給出了比較權(quán)威的關(guān)于氧化鋁陶瓷的jh-2本構(gòu)全部參數(shù)，可以對(duì)大家對(duì)于硬脆陶瓷材料的參數(shù)選擇調(diào)試提供很大的參考意義，三類(lèi)陶瓷材料的本構(gòu)參數(shù)如圖2所示。
圖2
展開(kāi) 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)
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ansys 陶瓷jh本構(gòu)的最新內(nèi)容
使用DP本構(gòu)的陶瓷板環(huán)裂不明顯，陶瓷錐明顯；使用JH-2本構(gòu)的陶瓷板環(huán)裂明顯，陶瓷錐較為明顯；使用JH-2本構(gòu)的陶瓷板無(wú)環(huán)裂和陶瓷錐出現(xiàn)，其主要原因是陶瓷單元過(guò)早刪除。
圖5 0.02ms時(shí)陶瓷板的破碎情況
3.2 分析與討論
由4.1節(jié)中數(shù)值計(jì)算結(jié)果可知，JHB本構(gòu)模型的求解結(jié)果與另2種本構(gòu)模型結(jié)果的存在明顯差異。
利用ANSYS軟件進(jìn)行有限元分析計(jì)算，采用ANAND本構(gòu)模型描述焊錫的黏塑性行為，采用基于接觸的多點(diǎn)約束( Multi-point Constraint，MPC) 算法實(shí)現(xiàn)焊錫層與功能層的跨尺度自由度耦合。計(jì)算結(jié)果表明，焊接順序?qū)δK殘余應(yīng)力影響較小，各功能層的選材需要綜合考慮模塊變形及應(yīng)力安全裕度。
圖4 使用不同陶瓷本構(gòu)模型時(shí)的棒材速度降
圖5為0.02ms時(shí)陶瓷板的破碎情況。使用DP本構(gòu)的陶瓷板環(huán)裂不明顯，陶瓷錐明顯；使用JH-2本構(gòu)的陶瓷板環(huán)裂明顯，陶瓷錐較為明顯；使用JH-2本構(gòu)的陶瓷板無(wú)環(huán)裂和陶瓷錐出現(xiàn)，其主要原因是陶瓷單元過(guò)早刪除。
打開(kāi)ANSYS Workbench，建立Steady State Thermal System
雙擊Toolbox中的Steady-State Thermal或者將其拖到Project Schematic中，如下圖所示：
2. 定義鋼材和陶瓷的本構(gòu)模型，鋼材的本構(gòu)模型默認(rèn)存在，從Thermal Material添加Porcelain。
隨著LS DYNA被ANSYS收購(gòu)，Workbench界面下的LS DYNA模塊較為容易上手，但該模塊仍有不足，比如不能支持LS DYNA所有的材料本構(gòu)模型。如果我們需要用到這樣的材料本構(gòu)，則可以通過(guò)LS-Prepost生成所需要材料本構(gòu)的關(guān)鍵字，然后在Workbench LS DYNA中采用通過(guò)手動(dòng)插入關(guān)鍵字的方法實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的仿真計(jì)算。
通過(guò)ANSYS/LSDYNA軟件建立雙磨粒90°刻劃氧化鋁陶瓷表面，材料用JH-2本構(gòu)，損傷失效選用最大拉伸失效，因此fs設(shè)為負(fù)值，金剛石磨粒為自然界最硬的物質(zhì)，選用rigid本構(gòu)。通過(guò)速度曲線加載方式定義磨粒的運(yùn)動(dòng)方式，模型建立完成后于LSDYNA Solver求解，最終結(jié)果用LSPP查看，得出的損失云圖如下圖所示。
獨(dú)特的分析功能包括：
有限元（FE），用于計(jì)算結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)
有限體積運(yùn)算器，用于快速瞬態(tài)計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）
無(wú)網(wǎng)格/粒子方法，用于大變形和碎裂（SPH）
多求解器耦合，用于多種物理現(xiàn)象耦合情況下的求解
豐富材料模型，同時(shí)包括本構(gòu)響應(yīng)和熱力學(xué)
2組CSCM參數(shù)、1組玻璃JH-2參數(shù)、PK本構(gòu)的PVC參數(shù)
2024.6.27 新增5組RHT參數(shù)、7組HJC參數(shù)、3組PK參數(shù)，包括礦石、矽卡巖、白云巖、板巖、煤巖、綠砂巖、白砂巖
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(xué)行為的，用于陶瓷、玻璃、藍(lán)寶石等硬脆材料的力學(xué)模擬中，JH-2本構(gòu)模型具有三類(lèi)參數(shù)，分別對(duì)應(yīng)著LSDYNA材料卡片中的三類(lèi)指標(biāo)，本構(gòu)參數(shù)眾多，那么對(duì)于了解其真實(shí)含義至關(guān)重要，對(duì)此，筆者在查閱文獻(xiàn)基礎(chǔ)下總結(jié)了各個(gè)參數(shù)的準(zhǔn)確含義并對(duì)其背后的數(shù)學(xué)公式的前后推導(dǎo)順序做出了總結(jié)，如圖1所示。
具體模型如下圖所示：
建立完幾何模型之后需要進(jìn)行相關(guān)材料本構(gòu)的定義，本文刀具選用金剛石，并將其設(shè)置為剛體，不考慮騎在切削過(guò)程中的變形，具體材料參數(shù)如下圖：
對(duì)于切削層的脆性材料，本文選用當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的JH模型，具體參數(shù)如下：
除此之外，選用合適的接觸算法也有助于提高計(jì)算精度，本文選用的是點(diǎn)-面接觸，使用該接觸類(lèi)型時(shí)，接觸節(jié)點(diǎn)與接觸面之間會(huì)發(fā)生穿透
