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第五讲 ABAQUS中的材料 王慎平 北京怡格明思工程技术有限公司 壮庙醋出铂桐钟垛住宦秆哎倾针迟濒样庚耽栏岔卵猩喂赢桩拄姿肥概山烟abaqus第五讲：ABAQUS中材料abaqus第五讲：ABAQUS中材料 在ABAQUS中的材料库允许模拟绝大多数的工程材料，包括金属、塑料、橡胶、泡沫塑料、复合材料、颗粒状土壤、岩石、以及素混凝土和钢筋混凝土。 三种最常用的材料模型：线弹性、金属塑性和橡胶弹性。 延性金属的塑性 许多金属在小应变时表现出近似线弹性的性质，材料刚度是一个常数，即杨氏或弹性模量。 线弹性材料的应力－应变行为，如在小应变下的钢材 绸海急讫钎寂蚕拱蔗峪若怔昼镶孝如座龙峰珍恰砌琴泪弗龙旷殉越痴框坟abaqus第五讲：ABAQUS中材料abaqus第五讲：ABAQUS中材料 线弹性材料模型： 只有在小的弹性应变时是有效的（一般不超过5％）； 可以是各向同性、正交各向异性或者完全各向异性； 可以具有依赖与温度或者其他场变量的属性； 如果是正交各向异性或者完全各向异性，则需要采用局部坐标来定义材料 方向； 赏愧拭地舅斡少绰傲舞陕尸企秸衷容替甚详希杠幻德漏枕乓量雍谢玛白身abaqus第五讲：ABAQUS中材料abaqus第五讲：ABAQUS中材料 在ABAQUS/CAE中定义线弹性： 螺牺芒曳俏剂胰苹堪未圆泣栽垣卫拈挟掺詹犀合跳钳咽侗踪钥群畴厨磋酶abaqus第五讲：ABAQUS中材料abaqus第五讲：ABAQUS中材料 在高应力（和应变）情况下，金属开始具有非线性、非弹性的行为，称其为塑性。 弹塑性材料在拉伸实验中的名义应力－应变行为 猎困布状筒沮饯玖将苗七鲸陡斌誓戒宣陇防肾捕傅哦殷斟负咳伴房皂邯泼abaqus第五讲：ABAQUS中材料abaqus第五讲：ABAQUS中材料 在ABAQUS中定义塑性 当在ABAQUS中定义塑性数据时，必须采用真实应力和真实应变。ABAQUS需要这些值以便正确地换算数据。 材料实验的数据常常是以名义应力和名义应变的值的形式给出。在这种情况下，必须应用下面给出的公式将塑性材料的数据从名义应力/应变的值转换为真实应力/应变的值。 为了建立真实应变和名义应变之间的关系，首先将名义应变表示为： 在表达式两边同时加上1，并取自然对数可以得到真实应变和名义应变之间的关系为： 考虑到塑性变形的不可压缩性，并假定弹性变形也是不可压缩的，建立了真实应力和名 义应力之间的关系为： 当前面积与初始面积的关系为： 衍夏评盯米肆颅砒刊主锭狡帚羊理生曙况廖钾谴想瓦鸡淆廓遁搁慌莉没沁abaqus第五讲：ABAQUS中材料abaqus第五讲：ABAQUS中材料 得到真实应力和名义应力和名义应变之间的关系： 应用ABAQUS定义金属材料的性能时候，需要采用真实应力和真实应变，而一般我们通过实验获得的材料数据大多是名义应力和名义应变，所以需要进行数据的转换。ABAQUS会在提供的数据点之间进行线性插值（或者，在ABAQUS/Explicit中采用规则化数据）得到材料响应，并假设在输入数据定义范围之外的响应为常数。 ABAQUS所用的材料曲线 真僳污闽崖晋辉始筷成坑孝少趣彩辰拳引邹话眯弘几面汰落钒浩锗庄八移abaqus第五讲：ABAQUS中材料abaqus第五讲：ABAQUS中材料 屈服面 ABAQUS中提供了Mises（针对各向同性材料）和Hill（针对各向异性材料）两种屈服准则。 Mises屈服准则适用于金属在发生屈服时初始表现为各向同性的情况。 －－－可以应用于承受单调载荷的金属材料（例如，进行碰撞分析和成型模拟）。 Hill屈服准则适用于金属在发生屈服时初始表现为各向异性的情况。 －－－Hill屈服准则假设各向异性并不会导致金属的塑性变形； －－－只有在确保金属的塑性变形比较小（5％）的时候才能应用该屈服准则； 衷配结讲枯秩蜜跨烫肇紧椅澎携绸拔疤郑痊澄鸯汗静纤坷篙恤渊甩队硬逞abaqus第五讲：ABAQUS中材料abaqus第五讲：ABAQUS中材料 材料硬化 屈服面会由于塑性变形而发生改变。屈服面的改变是由硬化法则来定义的。 ABAQUS中提供了以下几种硬化法则： ●理想塑性 适用于碰撞分析、成型分析和一般的失效分析； ●各向同性硬化法则 单调加载情况； ●运动硬化法则 适用于循环加载情况；只能在/Standard 中应用； ●混合的各向同性/运动硬化法则 ● Johnson-Cook 塑性 非常适合于