ansys的巖石本構
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys的巖石本構的視頻教程
LS-DYNA基于HJC本構的地應力下二維巖石爆破模擬
課程包含巖石爆破模型建立、地應力施加和后處理過程。建模步驟講解詳細，前處理為ansys，后處理為ls-prepost，巖石材料采用HJC本構模型+mat add erosion模擬裂紋。 K文件可在附件下載。歡迎在評論區交流學習，若視頻對學習有幫助的話期待得到5星好評。
￥49.99 1小時35分鐘 2551播放
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LS-DYNA的RHT本構模型介紹和參數標定教學（巖石、混凝土材料）
對LS-DYNA軟件中的混凝土、巖石RHT本構模型進行介紹，并詳細教學了參數標定過程。參數的計算方法和利用origin軟件進行曲線擬合的過程都做了詳細解釋。在撰寫大論文的時候，參數標定的過程可以單獨作為一章。在撰寫小論文的時候，補上自己標定參數的過程有助于投中更好的期刊。 若對學習有幫助，期待5星好評。
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LS-DYNA的HJC本構模型介紹和參數標定教學（巖石、混凝土材料）
對LS-DYNA軟件中的混凝土、巖石HJC本構模型進行介紹，并詳細教學了參數標定過程。參數的計算方法和利用origin軟件進行曲線擬合的過程都做了詳細解釋。在撰寫大論文的時候，參數標定的過程可以單獨作為一章。在撰寫小論文的時候，補上自己標定參數的過程有助于投中更好的期刊。 若對學習有幫助，期待5星好評。
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ansys的巖石本構的實例教程
隨著巖土工程軟件市場的競爭日益激烈，Plaxis也朝著解決巖石工程問題的方向努力。本文簡要討論了Plaxis處理巖石工程問題的本構模型及其最新的研究進展。
2 本構模型
除了線彈性模型和Mohr-Coulomb模型，在Plaxis標準的本構模型中，有兩個模型可以應用于巖石工程問題，第一個是Hoek-Brown (HB) model；第二個是Jointed Rock (JR) model。Plaixs只考慮了初始的Hoek-Brown模型，如下圖所示。
Jointed Rock (JR) model可以表示由明確定義的平行節理組產生的各向異性行為，最多可以定義三個優勢面，每個方向都受制于獨立的Mohr-Coulomb破壞準則。假定巖石是線彈性變形，塑性變形只能沿著預定的節理面發生，這個本構模型的建立方法與Midas GTS NX的建立方法完全一樣，不知道這兩個軟件誰模仿的誰，參看【各向異性巖體地層中隧道的數值分析(Tunnels in Anisotropic Rock Mass)---Part 2】
此外，Plaxis還有一個用戶定義的本構模型Iso_jrmc64.dll，用來模擬帶有Mohr-Coulomb準則的各向同性節理化巖體。
展開 LS-DYNA巖石/混凝土爆炸與沖擊相關的本構材料參數 ￥49.99
本人閱讀并收集了大量文獻中的巖石/混凝土本構參數供參考，包括常用的RHT模型、HJC模型、JH-2模型、PK模型等，多數取自近幾年的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、石灰巖、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），并且模板會持續更新。
另外，也提供了爆炸仿真時多個品種的炸藥、玻璃材料、陶瓷材料、沖擊仿真時需要用的金屬彈丸材料等。
目前模板中約有40套材料參數。爆炸沖擊模擬時直接套用即可，十分方便。閱讀到新的論文用到了相關本構，參數模板會持續更新，目前最新更新版本為2024.6.27，附件包括參數模板和模板使用教程，模板已按照K文件關鍵字格式輸好，直接復制即可使用。
單位制g-cm-微秒，部分截圖如下：
更新日志：
2022.2.20 新增1組HJC參數、1組RHT參數、3組JH-2參數
更新日志：
2022.3.21 新增3組RHT參數、2組HJC參數、3組CSCM參數（含玄武巖）、聚乙烯和合金參數
更新日志：
2022.10.11 新增5組RHT參數、4組HJC參數、2組CSCM參數、1組玻璃JH-2參數、PK本構的PVC參數
2024.6.27 新增5組RHT參數、7組HJC參數、3組PK參數，包括礦石、矽卡巖、白云巖、板巖、煤巖、綠砂巖、白砂巖
展開 STEP 3：從hyperelastic模型本構中拖動需要擬合的材料本構模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構模型中發現curve fitting選項。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數便復制到定義的橡膠本構模型中了。另外，擬合的曲線和實驗曲線均會在圖片中顯示出來，可以對比其重合度，測試哪種本構更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
展開 STEP 3：從hyperelastic模型本構中拖動需要擬合的材料本構模型到材料中，此時可以在材料橡膠本構模型中發現curve fitting選項。
STEP 4：右鍵curve fitting，選擇solve curve fit，擬合好后，然后選擇copy calculated values to property，擬合參數便復制到定義的橡膠本構模型中了。另外，擬合的曲線和實驗曲線均會在圖片中顯示出來，可以對比其重合度，測試哪種本構更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構模型
展開 01 引子
橡膠材料是典型的超彈性材料，要獲取超彈性材料本構模型（常見有Mooney-Rivlin、Ogden、Yeoh等），一般需要做一系列標準橡膠試驗并進行數據擬合。
本例演示了ANSYS對超彈性材料的曲線擬合能力，并通過有限元分析與拉扭試驗的對比，驗證所建立的本構模型的有效性。
常見的橡膠標準拉伸試驗
02 案例介紹
現需要一個本構模型來匹配硫化天然橡膠材料在各種變形模式下的100%工程應變的行為。
本例中，已通過試驗（單軸、雙軸和平面拉伸試驗）獲取了橡膠的實驗數據。使用這些數據，通過超彈性擬合能力確定本構模型的參數，可以擬合3參、5參和9參的Mooney-Rivlin超彈性模型。
試驗數據
同時對橡膠進行了拉扭實驗（將條形試件的兩端夾入測試儀器中，然后將試樣拉伸到原尺寸長度的50%，并將試樣的一端扭四圈）。試樣與ASTM D1043中規定的試樣相似，如下圖所示：
拉扭試驗條形試件
使用擬合得出的Mooney-Rivlin超彈性模型（5參為例）對拉扭試驗就行有限元分析，并與試驗結果相對比，據此判斷前面擬合得出的本構模型能否反映橡膠材料的真實行為。
模型采用SOLID186單元，兩端夾鉗區域采用MPC算法綁定到定位點。
有限元模型示意圖
按照拉扭試驗的加載順序：
step1：對兩端夾持區域施加試件厚度25%的壓縮位移，模擬夾具對試件的夾持作用。
step2：通過移動一側的夾持區域（剛性接觸面），同時固定另一側夾持區域，模擬拉伸到50%的拉伸狀況。
展開 
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主程序：
subroutine usermat(
& matId, elemId,kDomIntPt, kLayer, kSectPt,
& ldstep,isubst,keycut,
& nDirect,nShear,ncomp,nStatev,nProp,
& Time
STEP 1：選擇材料庫中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測試數據、雙軸測試數據、剪切測試數據。可只輸入一種或者兩種，或者三種都輸入。數據越多，擬合數據材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關注的材料行為有關。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數據，注意是工程材料曲線。
STEP 1：選擇材料庫中hyperelastic experiment data 選擇要輸入的材料曲線類型，例如單軸測試數據、雙軸測試數據、剪切測試數據?？芍惠斎胍环N或者兩種，或者三種都輸入。數據越多，擬合數據材料性能越接近實驗材料性能，當然也和仿真關注的材料行為有關。
STEP 2：在材料曲線表格里輸入或者直接粘貼材料曲線數據，注意是工程材料曲線。
1 引言
Plaixs是一個非常優秀的巖土工程有限元軟件，主要是為了解決土力學問題而開發的，Plaxis最先實現的軟土模型(Soft Soil model)和硬化土模型(Hardening Soil model)后來成為其它巖土工程軟件效仿的對象。隨著巖土工程軟件市場的競爭日益激烈，Plaxis也朝著解決巖石工程問題的方向努力。本文簡要討論了Plaxis處理巖石工程問題的本構模型及其最新的研究進展
II_R13.pdf
上面的文件是LS-DYNA材料關鍵字手冊。本人閱讀并收集了大量文獻中的巖石/混凝土本構參數供參考，包括常用的RHT模型、HJC模型、JH-2模型、PK模型等，多數取自近幾年的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、石灰巖、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
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，分別對應著LSDYNA材料卡片中的三類指標，本構參數眾多，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的準確含義并對其背后的數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
請問一下，像這種需要同時考慮受拉和受壓，且屈服強度不同的材料本構，如何在ansys輸入？謝謝~
01 引子
橡膠材料是典型的超彈性材料，要獲取超彈性材料本構模型（常見有Mooney-Rivlin、Ogden、Yeoh等），一般需要做一系列標準橡膠試驗并進行數據擬合。
本例演示了ANSYS對超彈性材料的曲線擬合能力，并通過有限元分析與拉扭試驗的對比，驗證所建立的本構模型的有效性。
常見的橡膠標準拉伸試驗
所謂的本構模型是指材料的應力應變關系，比如遵循虎克定律的線彈性應力應變關系就是一種常用的本構模型。ANSYS為用戶提供了許多本構模型，但在某些特殊領域，現有的本構模型卻很少，完全不能滿足分析要求。為了解決這個問題，ANSYS為用戶提供了usermat等UPFs用戶子程序，這些用戶子程序擁有強大的二次開發功能，可以實現各種復雜本構模型的開發。但是，對于一些簡單的本構模型，用戶也可以利用
ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構模型問題，其實也就是prong級數的問題，如何定義以及擬合橡膠的prong級數參數，有研究的朋友可以Q245958758，一起討論交流。
