材料失效的模拟方法详解
责任编辑:1440分钟     时间:2024-06-02     来源:转载于:https://mp.weixin.qq.com/s/IlRV84ayZYw-Cg6VNzbCYg
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      材料失效是一个复杂的过程,如何采用数值模拟方法对其进行评估,一直是一个难题。本文主要讨论的材料为金属韧性材料,在常温环境下,如何获取其失效载荷的方法。
      金属材料失效模拟计算的核心:失效准则。目前主要有以下失效准则:
(1)材料参数失效准则,即可以使用应力或应变作为材料的失效判据,达到设置的失效参数,材料即可失效。该方法的特点是简单,参数易于获取,可以获得裂纹萌生到扩展的全过程,但是无法考虑到金属材料失效过程的损伤问题,可以考虑准静态和动态失效问题,也支持单模型和多模型失效问题(碰撞接触)。
(2)引入损伤的失效准则,该准则可以考虑损伤来较为准确的评估材料失效,但是材料的参数获取难度较大,需要复杂的实验支持。支持准静态和动态失效问题,也支持单模型和多模型失效问题(碰撞接触)。
(3)计算发散准则,该方法使用理想弹塑性材料模型+小变形进行材料非线性计算,设置简单,直到计算发散来获取到失效载荷,该方法只能获得失效载荷和大致的失效位置,但是无法获得裂纹从萌生到扩展的全过程,且只能考虑静态失效问题。
       LS-DYNA支持以上的(1)和(2)方法, LS-DYNA是—款先进的通用有限元程序,能够模拟真实世界中的复杂问题。LS-DYNA广泛应用于汽车、航空航天、电子、船舶、土木工程、制造和生物工程等行业。在Linux、Windows和Unix操作系统的台式机或集群服务器上,LS-DYNA的分布式和共享内存式求解器,可在很短时间内完成每次作业。秉承“一个程序,一个模型,一个许可”的开发理念,通过LS-DYNA软件为用户提供无缝解决“多物理场”、“多工序”、“多阶段”、“多尺度”等工程问题的解决方案ANSYS Workbench的静力学模块支持(3)方法。本文重点介绍(1)和(2)方法,这两种方法主要区别是材料采用不同的材料模型,
(1)方法主要的材料模型如下:

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(2)方法主要的材料模型如下:


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