ansys自帶的本構(gòu)模型的案例
形狀記憶合金的本構(gòu)模型及有限元仿真 ￥30
SMA的有限元仿真：
常用的仿真軟件ANSYS和ABAQUS中包含了SMA的本構(gòu)模型，采用基于Auricchio的多線性簡化模型，能簡單仿真基本的超彈性性能，但無法模擬預(yù)應(yīng)變以及復(fù)雜且精確的本構(gòu)模型，于是許多學(xué)者對(duì)SMA的數(shù)值模型進(jìn)行開發(fā)，如基于有限應(yīng)變的Jaber三維SMA本構(gòu)模型、Lagoudas的統(tǒng)一本構(gòu)模型等等。
ANSYS:
在ANSYS自帶的SMA本構(gòu)模型中，采用四條折線模擬SMA的相變過程，，來模擬SMA的相變過程，該模型為基于Auricchio模型建立的簡化模型，采用該本構(gòu)模型模擬SMA的超彈性性能時(shí)，只需輸入8個(gè)材料參數(shù)即可。
圖 1-4 ANSYS中SMA的本構(gòu)模型
展開 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(shì)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(shì)偏移量）決定了塑性勢(shì)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(shì)函數(shù)的連續(xù)、光滑及塑性勢(shì)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(duì)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(tái)對(duì)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(shì)之處，LSDYNA中對(duì)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(duì)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）
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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。
如何在ANSYS中擬合橡膠材料曲線？ 附Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型下載
STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動(dòng)需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時(shí)可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)curve fitting選項(xiàng)。
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(shù)便復(fù)制到定義的橡膠本構(gòu)模型中了。另外，擬合的曲線和實(shí)驗(yàn)曲線均會(huì)在圖片中顯示出來，可以對(duì)比其重合度，測(cè)試哪種本構(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
展開 基于VB的ANSYS二次開發(fā)之Duncan-Chang本構(gòu)模型算法介紹
所謂的本構(gòu)模型是指材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，比如遵循虎克定律的線彈性應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系就是一種常用的本構(gòu)模型。ANSYS為用戶提供了許多本構(gòu)模型，但在某些特殊領(lǐng)域，現(xiàn)有的本構(gòu)模型卻很少，完全不能滿足分析要求。為了解決這個(gè)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(qiáng)大的二次開發(fā)功能，可以實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜本構(gòu)模型的開發(fā)。但是，對(duì)于一些簡單的本構(gòu)模型，用戶也可以利用APDL語言進(jìn)行開發(fā)，比如Duncan-Chang本構(gòu)模型。
Duncan-Chang本構(gòu)模型介紹
對(duì)于應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系復(fù)雜的材料而言，變形主要是由顆粒間位置的變化引起的，不同應(yīng)力水平下相同的應(yīng)力增量引起的應(yīng)變?cè)隽坎⒉幌嗤瑥亩憩F(xiàn)出復(fù)雜的非線性特征。為了反映材料特性，人們提出了許多本構(gòu)模型，以期更好的反映材料的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律。
Duncan-Chang本構(gòu)模型主要優(yōu)點(diǎn)是可以利用常規(guī)三軸固結(jié)排水剪試驗(yàn)確定模型參數(shù)，因此在工程實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用。Duncan-Chang本構(gòu)模型是非線性彈性模型，彈性矩陣中的彈性系數(shù)不再是常量，而是隨應(yīng)力狀態(tài)而改變。由于不考慮塑性變形，所以一般只適用于載荷不大的情況（即不太接近破壞的情況）。Duncan-Chang模型有E-V和E-B模型兩類。
當(dāng)然，該模型也存在一些缺陷，如無法反應(yīng)不同應(yīng)力路徑的影響、加卸載判斷不明確等，不可避免造成了計(jì)算分析誤差，長期以來許多學(xué)者試圖來對(duì)其進(jìn)行修正。有限元軟件通常采用傳統(tǒng)塑性理論的應(yīng)力符號(hào)，以拉應(yīng)力為正，下面對(duì)Duncan-Chang模型采用有限元軟件的應(yīng)力形式進(jìn)行說明。
Duncan-Chang本構(gòu)模型算法
該模型是Duncan和Chang根據(jù)Konder關(guān)于巖土材料的三軸試驗(yàn)的偏應(yīng)力與軸向應(yīng)變近似呈雙曲線的假定而提出的。
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STEP 3：從hyperelastic模型本構(gòu)中拖動(dòng)需要擬合的材料本構(gòu)模型到材料中，此時(shí)可以在材料橡膠本構(gòu)模型中發(fā)現(xiàn)curve fitting選項(xiàng)。
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(shù)便復(fù)制到定義的橡膠本構(gòu)模型中了。另外，擬合的曲線和實(shí)驗(yàn)曲線均會(huì)在圖片中顯示出來，可以對(duì)比其重合度，測(cè)試哪種本構(gòu)更適合。
下載地址：Ansys橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型
展開 ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型參數(shù)問題？
ANSYS中橡膠材料的粘彈性本構(gòu)模型問題，其實(shí)也就是prong級(jí)數(shù)的問題，如何定義以及擬合橡膠的prong級(jí)數(shù)參數(shù)，有研究的朋友可以Q245958758，一起討論交流。
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構(gòu)模型和粘彈性性能仿真和試驗(yàn)
交流-ANSYS橡膠材料超彈性本構(gòu)模型和粘彈性性能仿真和試驗(yàn)
最近在搞橡膠這個(gè)方向，單軸拉伸試驗(yàn)和動(dòng)態(tài)DMA，研究橡膠次本構(gòu)模型
有研究橡膠超彈性。粘彈性性能的朋友可以聯(lián)系，互相交流學(xué)習(xí)、答疑。
Q254958758
ANSYS/LSDYNA中的JH-2本構(gòu)模型參數(shù)含義及陶瓷材料的具體參數(shù)值
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)模型具有三類參數(shù)，分別對(duì)應(yīng)著LSDYNA材料卡片中的三類指標(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，三類陶瓷材料的本構(gòu)參數(shù)如圖2所示。
圖2
展開 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(chǎng)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(cè)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?cè)囼?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
圖
6
試驗(yàn)數(shù)據(jù)本構(gòu)模型識(shí)別
圖
7
選擇可能的本構(gòu)模型
其中，圖7中Test setup項(xiàng)可以默認(rèn)；后面一個(gè)是可能相關(guān)的本構(gòu)模型，可以根據(jù)數(shù)據(jù)大體判斷勾選。然后點(diǎn)擊OK開始根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行本構(gòu)模型識(shí)別。
4、在計(jì)算完成之后，會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果，如圖8~圖10所示。
圖
8
根據(jù)數(shù)據(jù)擬合的曲線
圖
9
不同本構(gòu)模型的識(shí)別結(jié)果
1
圖
10
不同本構(gòu)模型的識(shí)別結(jié)果
2
由圖8可知試驗(yàn)數(shù)據(jù)與不同本構(gòu)模型的曲線相似度，圖9和圖10可直接判斷哪個(gè)本構(gòu)模型更合適，如圖9的unstable可能不如圖10的stable本構(gòu)模型合適。
然后再回到圖4中，在strain energy potential中下拉選擇比較合適的本構(gòu)模型即可。
三、其他說明
需要補(bǔ)充幾點(diǎn)說明：
1、當(dāng)材料行為是不可壓縮（泊松比=0.5）或非常接近于不可壓縮（泊松比＞0.475）時(shí)，則不能用常規(guī)單元來模擬（平面應(yīng)力情況除外），因?yàn)榇藭r(shí)單元中的壓應(yīng)力是不確定的；
2、如圖11所示，考慮均勻靜水壓力作用下的一個(gè)單元，材料若不可壓縮，則其體積在均勻壓力作用下并不改變，單元內(nèi)部的變形是非確定量，壓應(yīng)力無法由單元內(nèi)部積分點(diǎn)處的應(yīng)變得到，或者無法從節(jié)點(diǎn)位移得到節(jié)點(diǎn)力；
圖
11
承受靜水壓力下的單元
3、對(duì)于具有不可壓縮材料性質(zhì)的任何單元，一個(gè)純位移的數(shù)學(xué)公式是不確定的。Abaqus中采用雜交單元來處理，雜交單元包含一個(gè)可直接確定單元壓應(yīng)力的附加自由度。
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(duì)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。
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