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0 內(nèi)容介紹總結(jié)了本人對(duì)于Johnson-Cook塑性本構(gòu)的認(rèn)識(shí)，本帖提供了適用于ABAQUS的JC_VUMAT（代碼內(nèi)有詳細(xì)介紹）。1 Johnson-Cook塑性本構(gòu)簡(jiǎn)介在固體力學(xué)范疇內(nèi)，材料的本構(gòu)關(guān)系是專指力與固體材料在力作用下產(chǎn)生變形之間的關(guān)系，即材料的流動(dòng)應(yīng)力與應(yīng)變、應(yīng)變率和溫度等變形參數(shù)之間的數(shù)學(xué)函數(shù)關(guān)系。

同時(shí)該模型可以考慮應(yīng)變率效應(yīng)，即等效應(yīng)力表示為等效塑性應(yīng)變表示為epsilon_0和C是材料參數(shù)?？紤]應(yīng)變率的Johnson-cook塑性本構(gòu)模型可以寫為以上塑性本構(gòu)模型可以在顯式和隱式中進(jìn)行定義，但動(dòng)態(tài)失效模型僅在顯式求解器中提供，該模型僅適用于金屬的高應(yīng)變率變形，Johnson-cook動(dòng)態(tài)失效模型，基于單元積分點(diǎn)處的等效塑性應(yīng)變值；假設(shè)當(dāng)損傷參數(shù)超過(guò)1時(shí)發(fā)生失效。

1 Johnson-Cook 強(qiáng)化模型簡(jiǎn)介 Johnson-Cook（JC）模型用來(lái)模擬高應(yīng)變率下的金屬材料。JC 強(qiáng)化模型表示為三項(xiàng)的乘積， 分別反映了應(yīng)變硬化，應(yīng)變率硬化和溫度軟化。

Johnson-Cook本構(gòu)模型參數(shù)反演1. 導(dǎo)讀Johnson-Cook本構(gòu)模型是由Johnson和Cook通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)提出來(lái)的，常用于鳥撞擊實(shí)驗(yàn)、汽車碰撞、霍普金森桿等沖擊領(lǐng)域。J-C模型通過(guò)上述簡(jiǎn)單表達(dá)式將材料加工硬化效應(yīng)、應(yīng)變率效應(yīng)和溫度效應(yīng)解耦，因此非常便于工程應(yīng)用。J-C模型已內(nèi)置在Abaqus中，可以直接調(diào)用，為材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了寶貴的技術(shù)參數(shù)和參考信息。

當(dāng)我們用abaqus模擬沖擊動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)考慮使用Johson-Cook本構(gòu)，而正確輸入材料本構(gòu)的各參數(shù)，對(duì)我們的仿真結(jié)果意義重大，今天我們就來(lái)介紹下abaqus中JC本構(gòu)的各參數(shù)識(shí)別問(wèn)題。 Johnson-Cook塑性模型是一種具有硬化規(guī)律和速率依賴的解析形式的米塞斯塑性模型，主要適用于許多材料的高應(yīng)變率變形模擬，包括大多數(shù)金屬。

視頻1 射流的速度場(chǎng) 視頻2 標(biāo)靶的等效塑性變形 視頻3 整體模型的溫度場(chǎng)本案例知識(shí)點(diǎn)：1、RPG-7火箭殼體為鋼材，采用Johnson-cook塑性及損傷本構(gòu)，考慮溫度場(chǎng)2、圓錐形藥罩為紫銅，采用Johnson-cook塑性及損傷本構(gòu)，考慮溫度場(chǎng)3、標(biāo)靶為鋼材，采用延性損傷本構(gòu)，考慮溫度場(chǎng)4、模型采用CEL

當(dāng)我們用abaqus模擬沖擊動(dòng)力學(xué)問(wèn)題時(shí)，經(jīng)常會(huì)考慮使用Johson-Cook本構(gòu)，而正確輸入材料本構(gòu)的各參數(shù)，對(duì)我們的仿真結(jié)果意義重大，今天我們就來(lái)介紹下abaqus中JC本構(gòu)的各參數(shù)識(shí)別問(wèn)題。 Johnson-Cook塑性模型是一種具有硬化規(guī)律和速率依賴的解析形式的米塞斯塑性模型，主要適用于許多材料的高應(yīng)變率變形模擬，包括大多數(shù)金屬。

在運(yùn)用JC本構(gòu)模型的時(shí)候，不知如何控制損傷開(kāi)始的位置，在學(xué)習(xí)總結(jié)之后分享出來(lái)，希望和大家一起進(jìn)步。JC本構(gòu)模型包括塑性硬化段和損傷演化段1 JC本構(gòu)——塑性硬化段方程：式中：A，B，n，m 是控制塑性段硬化的材料參數(shù)，等號(hào)右側(cè)第二個(gè)括號(hào)與第三個(gè)括號(hào)分別是應(yīng)變率和溫度對(duì)于塑性硬化段的影響。

1.J-C本構(gòu)的主體由三部分構(gòu)成，分別表征了材料的應(yīng)變硬化、應(yīng)變速率強(qiáng)化以及熱軟化。2.模型全方位考慮了流變應(yīng)力與應(yīng)變、應(yīng)變速率以及溫度之間的關(guān)系，能夠滿足各種條件下的仿真材料需求。3.需要指出的是JC本構(gòu)，采用簡(jiǎn)單的乘積形式將三項(xiàng)聯(lián)立，說(shuō)明模型只是單獨(dú)考慮了應(yīng)變、應(yīng)變速率和溫度的影響，而并未考慮各因素之間的耦合影響，所以在一些特殊情況下模型的精度可能會(huì)存在一些問(wèn)題。閱讀原文

Johnson-cook 損傷起始準(zhǔn)則是延性損傷準(zhǔn)則模型的一個(gè)特例，用于預(yù)測(cè)延性金屬中孔洞的形核、生長(zhǎng)和聚結(jié)導(dǎo)致的損傷起始。該模型假設(shè)損傷開(kāi)始時(shí)的等效塑性應(yīng)變是應(yīng)力三軸性和應(yīng)變率的函數(shù)。同時(shí)可以考慮溫度的影響。包含的材料參數(shù)有：失效相關(guān)參數(shù)：d1-d5。

Johnson-CooK （簡(jiǎn)稱 JC）模型主要用于解決金屬材料在強(qiáng)沖擊、高應(yīng)變率、劇烈溫度變化下的復(fù)雜響應(yīng)問(wèn)題。在國(guó)防穿甲爆破、航空航天器外殼受撞擊、汽車高速碰撞以及工業(yè)上的金屬切削加工等極端工況下，金屬材料在極短時(shí)間內(nèi)會(huì)發(fā)生巨大的變形，并且伴隨著由于劇烈摩擦和變形產(chǎn)生的局部高溫。

，無(wú)需手動(dòng)輔助，自動(dòng)完成幾何-網(wǎng)格-材料-接觸設(shè)置-載荷-場(chǎng)輸出-歷史輸出等流程；③可選擇桿件材料（鋼桿、鋁桿兩種可選）；④可設(shè)置整形片（鋁、黃銅可選）；⑤試樣為金屬塑性及損傷Johson-Cook本構(gòu)，具備材料失效單元?jiǎng)h除；⑥可設(shè)置端面有無(wú)摩擦力影響，研究摩擦力對(duì)試樣變形影響；⑦云圖結(jié)果：位移、速度、柯西應(yīng)力、Mises應(yīng)力、（工程）名義應(yīng)變、真實(shí)應(yīng)變、等效塑性應(yīng)變等；⑧曲線結(jié)果

其中雙參數(shù)Johnson-Cook模型（JC模型）是一種廣泛應(yīng)用于高速?zèng)_擊試驗(yàn)的材料塑性本構(gòu)模型。其優(yōu)勢(shì)包括： 能夠較好地描述材料在高應(yīng)變率下的應(yīng)變硬化和失效行為。該模型可以描述材料在高速?zèng)_擊負(fù)荷下的應(yīng)變硬化和動(dòng)態(tài)失效過(guò)程，能夠較好地預(yù)測(cè)材料的變形和破壞行為。 可以考慮材料的溫度效應(yīng)。

ABAQUS_Standard用戶材料子程序?qū)嵗?pdf

Johnson-Cook 本構(gòu)模型 Johnson-Cook 本構(gòu)模型和斷裂準(zhǔn)則誕生于上世紀(jì)八十年代，由Johnson和Cook提出，現(xiàn)被廣泛應(yīng)用于沖擊領(lǐng)域。

常用的材料卡包括：常應(yīng)變失效材料卡，Johnson-cook材料卡，Gissmo材料卡，DIEM材料卡，CrachFEM材料卡等。對(duì)于同一組測(cè)試數(shù)據(jù)，采用不同牌號(hào)的材料卡會(huì)得到不同的擬合結(jié)果。由于汽車結(jié)構(gòu)件在碰撞工況下受力狀態(tài)復(fù)雜（如圖2所示），有必要采用高精度的塑性本構(gòu)及斷裂模型進(jìn)行碰撞仿真。