材料本構(gòu)模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2026-01-04
材料本構(gòu)模擬的視頻教程
LS-DYNA靜、動(dòng)態(tài)壓縮/劈裂模擬精講合集（材料本構(gòu)對(duì)比）
1.本課程采用HyperMesh+LS-DYNA進(jìn)行模型的網(wǎng)格劃分及計(jì)算，模型包含靜態(tài)壓縮、靜態(tài)劈裂，動(dòng)態(tài)沖擊壓縮、動(dòng)態(tài)沖擊劈裂。對(duì)不同材料本構(gòu)的模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，在操作過(guò)程中涉及模型的旋轉(zhuǎn)、平移、縮放等操作，對(duì)模型單位制轉(zhuǎn)換進(jìn)行了操作，課程適用性強(qiáng)，操作靈活。
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Johnson-cook材料本構(gòu)模型參數(shù)標(biāo)定和損傷本構(gòu)模型解釋
把自己搜集到可以快速得到本構(gòu)標(biāo)定參數(shù)的方法。以及對(duì)損傷模型的理解。 希望拋磚引玉，一起進(jìn)步。相關(guān)視頻和PDF都在附件里
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材料本構(gòu)模擬的實(shí)例教程
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(chǔ)上改進(jìn)型的JH2模型。JH2模型包括應(yīng)變率、靜水壓力以及與損傷相關(guān)的強(qiáng)度模型和多項(xiàng)式形式的狀態(tài)方程。它是在JH1模型基礎(chǔ)上，加入強(qiáng)度的連續(xù)損傷劣化效應(yīng)來(lái)描述材料的梯度破壞過(guò)程。加載過(guò)程中材料首先表現(xiàn)為彈性性質(zhì)，直到應(yīng)力水平達(dá)到材料的屈服極限，材料開(kāi)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(qiáng)度模型是將材料的等效應(yīng)力表示成靜水壓力的冪函數(shù)形式并且與應(yīng)變率和損傷因子Ｄ相關(guān)，其中定義的歸一化強(qiáng)度模型為
當(dāng)材料未發(fā)生損傷D=0時(shí)，歸一化等效應(yīng)力可以表示為
當(dāng)材料完全破碎D=1時(shí)，歸一化等效應(yīng)力為
p*為歸一化靜水壓力
由裂紋導(dǎo)致的損傷
其中
裂紋產(chǎn)生前靜水壓力為
裂紋產(chǎn)生后需要加入壓力增量ΔP
其中
Abaqus自帶的材料模型中并沒(méi)有JH2本構(gòu)，但是其提供了內(nèi)置的子程序以供調(diào)用。使用內(nèi)置子程序需要以ABQ_JH2_作為前綴，比如ABQ_JH2_GLASS。JH2的材料設(shè)置時(shí)，一共由8個(gè)狀態(tài)變量，第8個(gè)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(guò)JH2本構(gòu)進(jìn)行的相關(guān)的沖擊模擬
此外，本貼根據(jù)JH2本構(gòu)的相關(guān)理論，編寫(xiě)了JH2本構(gòu)的VUMAT子程序，并對(duì)脆性材料的SHPB試驗(yàn)進(jìn)行了模擬，以下是相關(guān)的結(jié)果。
試驗(yàn)件失效示意圖
入射和透射桿上的應(yīng)變響應(yīng)
有關(guān)于abaqus子程序開(kāi)發(fā)的相關(guān)問(wèn)題可以聯(lián)系公眾號(hào)。
展開(kāi) 本課程重在介紹如何在建立精細(xì)化軌道-橋梁耦合振動(dòng)結(jié)構(gòu)模型，其中，梁體、底座板、軌道板和鋼軌均采用彈性梁?jiǎn)卧?em>模擬，扣件、CA砂漿層、滑動(dòng)層、側(cè)向擋塊、剪切鋼筋、剪力齒均采用TwoNodeLink單元模擬，纖維截面非線性梁柱單元模擬鋼筋混凝土橋墩，采用Steel02材料本構(gòu)模擬縱筋、Concrete02材料本構(gòu)模擬混凝土，模擬了盆式橡膠支座的摩擦效應(yīng)、剪切銷剪斷、單向受壓，列車荷載采用集中質(zhì)量點(diǎn)模擬并與軌道剛臂連接。
主要知識(shí)點(diǎn)：
橫向節(jié)點(diǎn)數(shù)目不匹配的兩種處理方式
矩陣奇異原因：約束不足
MinMax材料本構(gòu)
單向受壓材料ENT
TwoNodeLink單元
Concrete02材料本構(gòu)參數(shù)取值
Steel02材料本構(gòu)
理想彈塑性本構(gòu)ElasticPP
PS：由于本課程介紹的模型為本人碩士畢業(yè)論文中所用案例，后續(xù)可能用于發(fā)表文章，故不提供完整命令流和Word文檔，僅提供涉及知識(shí)點(diǎn)的代碼，介意勿拍。
展開(kāi) 原始文獻(xiàn)：《Mechanical modelling of indentation-induced densification in amorphous silica》
該文章為了模擬非晶態(tài)二氧化硅的壓縮力學(xué)性能，把拉伸與壓縮分開(kāi)處理：拉伸側(cè)采用熟悉的 von Mises 屈服，壓縮側(cè)則切換到 cap 屈服面。這樣的設(shè)計(jì)，正好對(duì)應(yīng)了非晶二氧化硅在壓痕加載下“既會(huì)發(fā)生剪切塑性，又會(huì)發(fā)生永久致密化”的真實(shí)特征。
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(wèn)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(guò)需要明確指出的是，當(dāng)前模型暫時(shí)還沒(méi)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(wèn)題。作為一份用于科研復(fù)現(xiàn)和二次開(kāi)發(fā)的代碼，我覺(jué)得它很有參考價(jià)值。
展開(kāi) (4) mat_089 / mat_plasticity_polymer;聚合物塑性材料，這個(gè)材料模型用于模擬聚合物材料的塑性行為，這些材料在塑性變形時(shí)可能表現(xiàn)出非線性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。
(5) mat_101 / mat_geplastic_srate_2000a;粘塑性速率敏感材料，這種材料模型考慮了材料塑性變形速率對(duì)材料行為的影響。
(6) mat_187 / mat_samp-1.用于聚合物的半解析材料模型，將拉伸、剪切、壓縮和雙向拉伸四個(gè)屈服實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擬合得到屈服面，支持隱式和顯式，粘塑性沿松比隨塑性應(yīng)變改變，失效應(yīng)變隨著應(yīng)變率變化，隨應(yīng)力狀態(tài)改變。
(7) mat_169 / MAT_ARUP_ADHESIVE;定義膠黏劑材料，結(jié)構(gòu)中的膠粘結(jié)合，塑性模型不是體積守恒的，避免使用傳統(tǒng)彈性-塑性材料模擬膠接時(shí)可能出現(xiàn)的虛假高拉伸應(yīng)力。
國(guó)外一些汽車公司使用 mat_187 / mat_samp-1 材料本構(gòu)模擬塑料材料進(jìn)行 CAE 分析，該材料本構(gòu)與試驗(yàn)結(jié)果吻合度較高，因此使用該材料本構(gòu)模擬汽車塑料零件的材料性能。
mat_187 的性能如下：
該材料本構(gòu)用于模擬各向同性、內(nèi)部無(wú)纖維加強(qiáng)的塑料；
拉伸和壓縮使用不同的屈服面；
可以考慮基于應(yīng)變率的材料失效；
殼單元與體單元均可使用該材料本構(gòu)；
材料中使用的單軸應(yīng)變并不等同于塑性應(yīng)變；
材料拉伸性能必須定義，壓縮、剪切性能選擇性進(jìn)行定義，也可不定義。
展開(kāi) 熱應(yīng)力是耐火材料破壞的主要原因之一。材料的本構(gòu)關(guān)系是有限元模擬準(zhǔn)確性的決定因素。論述了各種用于耐火材料的本構(gòu)模型，比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，闡明了建立統(tǒng)一的耐火材料本構(gòu)模型的困難，提出了一種利用細(xì)觀力學(xué)方法解決該問(wèn)題的新思路
耐火材料熱應(yīng)力分析中的材料本構(gòu)模型研究.pdf
材料本構(gòu)模擬的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
材料本構(gòu)模擬的最新內(nèi)容
原始文獻(xiàn)：《Mechanical modelling of indentation-induced densification in amorphous silica》
該文章為了模擬非晶態(tài)二氧化硅的壓縮力學(xué)性能，把拉伸與壓縮分開(kāi)處理：拉伸側(cè)采用熟悉的 von Mises 屈服，壓縮側(cè)則切換到 cap 屈服面。這樣的設(shè)計(jì)，正好對(duì)應(yīng)了非晶二氧化硅在壓痕加載下“既會(huì)發(fā)生剪切塑性，又會(huì)發(fā)生永久致密化
經(jīng)建模驗(yàn)證過(guò)的，考慮混凝土應(yīng)變率效應(yīng)的混凝土本構(gòu) 想要交流可以?v：wangh2444
在橡膠產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與仿真中，仿真結(jié)果的可靠性，首先取決于輸入的材料模型是否準(zhǔn)確。一個(gè)僅基于單軸拉伸數(shù)據(jù)構(gòu)建的模型，可能嚴(yán)重偏離材料在多軸真實(shí)受力下的行為，導(dǎo)致剛度、壽命等性能預(yù)測(cè)錯(cuò)誤或設(shè)計(jì)過(guò)度保守。
我們提供的系統(tǒng)化測(cè)試服務(wù)，旨在通過(guò)一系列標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)，完整刻畫(huà)橡膠材料在各種變形模式下的力學(xué)響應(yīng)，為您構(gòu)建高保真度的仿真模型提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
全面的超彈本構(gòu)關(guān)系
引言：超彈性材料是軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn) “大變形、高回復(fù)、低剛度” 核心性能的關(guān)鍵載體，其力學(xué)行為需通過(guò)精準(zhǔn)的本構(gòu)模型描述。在 Abaqus 仿真環(huán)境中，針對(duì)軟體機(jī)器人的超彈性材料本構(gòu)，主要存在兩種主流賦予方式：一是直接調(diào)用內(nèi)置的Mooney-Rivlin 應(yīng)變勢(shì)能模型，適用于常規(guī)彈性體（如硅橡膠）的快速仿真；二是通過(guò)UHYPER.for 用戶子程序自定義應(yīng)變勢(shì)能，適配新型超彈性材料（如梯度彈性體、仿生彈性體
<p> 堅(jiān)硬頂板由于強(qiáng)度高、整體性好、難以垮落，在回采過(guò)程中形成大跨度懸露結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致應(yīng)力積聚。當(dāng)頂板發(fā)生突然垮斷時(shí)，會(huì)瞬間釋放大量能量，對(duì)巷道和工作面造成劇烈沖擊，誘發(fā)沖擊地壓等災(zāi)害。因此，預(yù)裂卸壓技術(shù)（如高位定向長(zhǎng)孔預(yù)裂爆破）被廣泛應(yīng)用于煤礦采場(chǎng)應(yīng)力調(diào)控實(shí)踐中。</p><p>本文將介紹一種使用FLAC3D模擬頂板巖層預(yù)裂卸壓效果，主要包含：（1）數(shù)值模型建立
2026.3.29更新
以下材料本構(gòu)，均為自己平時(shí)查看相關(guān)文獻(xiàn)以及幫助碩博研究生多輪測(cè)試模型總結(jié)出的材料本構(gòu)參數(shù)，可以很好的適用于框架結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)，剪力墻結(jié)構(gòu)、冷卻塔、煙囪、水塔、橋梁等。鋼筋混凝土/巖石材料參數(shù)包含以下6中常用本構(gòu)：（
1.*MAT_PLASTIC_KINEMATIC（MAT_003混凝土/鋼筋）自帶失效；2.*MAT_CONCRETE_DAMAGE_REL3_TITLE（
1、根據(jù)論文《Three-dimensional modeling of fracture in quasi-brittle materials using plasticity and cohesive finite elements》DOI:https://doi.org/10.1007/s10704-021-00514-1 編寫(xiě)的cohesive單元本構(gòu)
2、適用于三維模型
3、
專業(yè) ABAQUS 材料本構(gòu)模型，鋼混結(jié)構(gòu)研究利器！
涵蓋鋼鉸、鋼材及混凝土本構(gòu)，包含熱工參數(shù)，適用于常溫、高溫及高溫后工況。由 CAE 鋼柱 — 結(jié)構(gòu)工程工作室精心出品，模型帶有 CDP 受壓、受拉損傷因子。
如有需要可聯(lián)系CAE-2279。
優(yōu)勢(shì)顯著：
避免繁雜與混亂：告別來(lái)源不明、多次轉(zhuǎn)手的模型表格。
精準(zhǔn)實(shí)用：針對(duì)方、圓鋼管混凝土構(gòu)件區(qū)分材料本構(gòu)，契合實(shí)際研究。
抗震模擬無(wú)憂：
國(guó)外一些汽車公司使用 mat_187 / mat_samp-1 材料本構(gòu)模擬塑料材料進(jìn)行 CAE 分析，該材料本構(gòu)與試驗(yàn)結(jié)果吻合度較高，因此使用該材料本構(gòu)模擬汽車塑料零件的材料性能。
三、仿真思路簡(jiǎn)述
1）密封圈壓縮仿真需要考慮密封螺栓預(yù)緊過(guò)程，基于Ls-dyna的動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字實(shí)現(xiàn)這一過(guò)程；
圖1 創(chuàng)建螺栓截面關(guān)鍵字
圖2 施加螺栓預(yù)緊力關(guān)鍵字
圖3 動(dòng)態(tài)松弛關(guān)鍵字
2）密封圈類型分兩種，一種是完全不可壓縮材料（如硅橡膠），另一種完全可壓縮材料（如發(fā)泡材料），需要使用不同的材料本構(gòu)進(jìn)行模擬；
圖4 完全不可壓縮材料本構(gòu)MATL27
