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JC漸進(jìn)損傷本構(gòu)是研究切削中的重要本構(gòu)模型，主要包括材料硬化和損傷兩部分：其中，原始JC的硬化部分本構(gòu)為； 材料屈服應(yīng)力的硬化解耦為三部分獨(dú)立的效應(yīng)：應(yīng)變硬化、應(yīng)變率硬化以及熱軟化。

當(dāng)我們用abaqus模擬沖擊動(dòng)力學(xué)問題時(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，今天我們就來介紹下abaqus中JC本構(gòu)的各參數(shù)識(shí)別問題。 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。

為克服*MAT＿15材料本構(gòu)模型的局限性，*MAT＿224材料本構(gòu)模型引入了自定義的斷裂極限準(zhǔn)則，并考慮了仿真網(wǎng)格尺寸對(duì)斷裂極限應(yīng)變的影響，進(jìn)一步提高了失效行為預(yù)測(cè)精度，其失效準(zhǔn)則定義如下：式中，f (η,θ)為與應(yīng)力三軸度η及羅德角θ有關(guān)的自定義準(zhǔn)則；為與應(yīng)變率有關(guān)的自定義修正項(xiàng)；h(T)為與溫度相關(guān)的自定義修正項(xiàng)；i(Le,η)為與單元特征長(zhǎng)度Le及應(yīng)力三軸度η有關(guān)的自定義修正項(xiàng)。

交付結(jié)果示例：深入了解為何更大應(yīng)變范圍對(duì)仿真精度至關(guān)重要，以及兩種技術(shù)的詳細(xì)對(duì)比，請(qǐng)閱讀專題文章：橡膠等雙軸拉伸測(cè)試技術(shù)的演進(jìn)04體積壓縮試驗(yàn)通過在密閉腔體中測(cè)量圓柱體試樣的靜水壓力響應(yīng)，直接獲得壓力與體積變化的關(guān)系曲線。這對(duì)于在極度受限條件下的橡膠壓縮仿真尤為重要，可用于修正本構(gòu)模型中的可壓縮性參數(shù)，也可獲得準(zhǔn)確的橡膠材料泊松比數(shù)據(jù)，使仿真結(jié)果更符合物理現(xiàn)實(shí)。

當(dāng)我們用abaqus模擬沖擊動(dòng)力學(xué)問題時(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，今天我們就來介紹下abaqus中JC本構(gòu)的各參數(shù)識(shí)別問題。 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。

需要注意的是，ECRIT和DCRIT都是用于定義本構(gòu)曲線修正的起始點(diǎn)，但ECRIT的優(yōu)先級(jí)高于DCRIT。如果ECRIT設(shè)置為大于0的數(shù)字，則DCRIT的設(shè)置被忽略，當(dāng)?shù)刃苄詰?yīng)變?chǔ)舙達(dá)到ECRIT值時(shí)，軟件按公式(10)開始修正本構(gòu)曲線，公式(10)中的Dcrit即為此時(shí)的損傷值。只有ECRIT設(shè)置為0時(shí)，程序才會(huì)按DCRIT設(shè)置值來修正本構(gòu)曲線。碰撞仿真所用的網(wǎng)格尺寸對(duì)結(jié)果有重要影響。

b）分析了各種本構(gòu)模型，摩擦模型，損傷模型及其修正模型的適用性、改進(jìn)的方向，尤其是本構(gòu)模型在高溫、高應(yīng)變、應(yīng)變-應(yīng)變率-溫度耦合條件的應(yīng)用，二維和三維有限元建模時(shí)摩擦模型的差異，以及在損傷起始、損傷演化和失效過程中如何建立損傷準(zhǔn)則使仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性更接近于真實(shí)情況。如圖3、圖4、圖5所示。

在雙折線材料本構(gòu)模型基礎(chǔ)上，利用Neuber法則，修正彈塑性應(yīng)力值。此時(shí)已知 、和 材料的雙折線方程，只需要求解紅色雙曲線與綠色直線的交點(diǎn)，即為所求彈塑性應(yīng)力值示例： 以下根據(jù)雙線性材料本構(gòu)模型，利用Neuber法則對(duì)超過屈服強(qiáng)度的彈性應(yīng)力進(jìn)行彈塑性修正，估計(jì)。

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)存在一些問題。閱讀原文

上述差異將會(huì)增加材料本構(gòu)模型建立的難度和準(zhǔn)確度，進(jìn)一步影響實(shí)際產(chǎn)品的仿真結(jié)果。而影響聚合物材料本構(gòu)模型建立的準(zhǔn)確性的主要原因在于聚合物的分子鏈間的力學(xué)特性和分子鏈本身力學(xué)特性在不同溫度范圍內(nèi)(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔點(diǎn)溫度)和加載速率下表現(xiàn)出了巨大的差異性。

Arrhenius本構(gòu)模型是一種廣泛應(yīng)用于描述高強(qiáng)鋁合金熱塑性本構(gòu)關(guān)系的唯象本構(gòu)模型，通過修正相關(guān)方程參數(shù)耦合應(yīng)變、溫度及應(yīng)變速率效應(yīng)能夠準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)給定條件下的流動(dòng)應(yīng)力， Arrhenius類型本構(gòu)模型能夠準(zhǔn)確描述出合金的高溫變形情況。

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通過大量實(shí)驗(yàn)提出來的，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。

采用不同的材料本構(gòu)和失效模型或者同樣的材料本構(gòu)和失效模型采用不同的材料參數(shù)，仿真結(jié)果將大相徑庭。

②試樣：材料選擇1100-H14鋁合金，使用Johson-Cook本構(gòu)模型，參數(shù)如下： 1.3 仿真結(jié)果反射式SHTB的撞擊桿可以使用整形片進(jìn)行波形整形，Model-1-S模型使用整形片減少波形彌散，Model-1-L模型使用等效載荷，通過增加上升\下降沿時(shí)長(zhǎng)（50e-6s）達(dá)到了與使用整形片同樣效果減少了波形彌散，兩個(gè)模型結(jié)果一致。

1.2 材料本構(gòu)和斷裂方程 靶板的流動(dòng)應(yīng)力采用半理論半經(jīng)驗(yàn)的 MJC(Modified Johnson Cook)本構(gòu)模型表征[17]，表達(dá) 式如下 式中，σ eq 為 Von Mises 等效應(yīng)力； eq ε 為等效塑性應(yīng)變；A 為參考應(yīng)變率、溫度下材料的屈服強(qiáng)度；B、 Q 和 n、β 分別為應(yīng)變硬化系數(shù)和指數(shù)；α為修正系 數(shù)；C、p、m 為應(yīng)變率硬化系數(shù)、溫度軟化系數(shù)及

類型二：應(yīng)變率修正的單晶唯象本構(gòu)方程（類似于JC的修改形式，考慮溫度和應(yīng)變率）類型三：考慮熱激活和位錯(cuò)密度的物理本構(gòu)模型作者詳細(xì)探討了三種模型的差異性和預(yù)測(cè)能力，并對(duì)物理模型的參數(shù)給出了大概的區(qū)間以及參數(shù)的影響，對(duì)于使用位錯(cuò)密度模型提供了很好的范例三類模型的預(yù)測(cè)結(jié)果如下所示：模型一的預(yù)測(cè)結(jié)果模型二的預(yù)測(cè)結(jié)果