材料設定說明及類型
材料設定目的:
當材料模型受到外力衝擊時,可以模擬真實材料的變形狀態,因此若設定材料參數越詳細的話,就會越接近真實情形。
材料設定參數:
材料類型可大致分為"等向性材料"和"非等向(異向)性材料"2種,主要差異在於材料模型在受到來自不同方向的外力時,材料變化是否相同。
前者"等向性材料"在數據上取得較容易,可以透過實驗或是向供應商索取,其中常用的5種基本設定分別為密度(Density)、楊氏係數(Young’s modulus)、埔松比(Poisson’s ratio)、降伏強度(Yield stress)和切線模數(Tangent modulus),另外有該材料的"應力應變曲線圖(stress-strain curve)"也可以設定至材料模型中。
後者"非等向性材料"的物理和化學等性質,會隨著方向的不同而有所變化的特性,因此在設定上需要較多的材料參數。
材料卡片判斷:
LS-DYNA Manual第2冊的*MAT_MATERIAL MODEL REFERENCE TABLES欄位有詳細介紹材料種類的應用,以及針對不同的材料特性給予不同的縮寫。
常用材料卡片:
1.剛體材料:020_MAT_RIGID
2.彈性材料:001_MAT_ELASTIC
3.彈塑性材料:003_MAT_PLASTIC_KINEMATIC(線性)、024_MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY(非線性)
4.纖維材料:234_MAT_VISCOELASTIC_LOOSE_FABRIC
5.沖壓成型材料:036_MAT_3-PARAMETER_BARLAT、MAT_TRANSVERSELY_ANISOTROPIC_ELASTIC_PLASTIC
6.點焊材料:100_MAT_SPOTWELD、SPOTWELD相關字卡
7.緩衝包材:057_MAT_LOW_DENSITY_FOAM(低密度)、FOAM相關字卡
8.橡膠相關材料:RUBBER相關字卡
9.異向性相關材料:ANISOTROPIC相關字卡
10.聲學相關材料:090_MAT_ACOUSTIC、ACOUSTIC相關字卡
11.熱相關材料:編號T開頭相關字卡
12.彈簧阻尼材料:編號S開頭相關字卡
材料失效準則:
當材料模型在達到降伏應力或應變時,會自動將該元素進行刪除,避免產生過小的時間步長和計算錯誤。
1.材料字卡本身的失效準則設定:以MAT_024材料字卡為例,在FAIL欄位中,當塑性應變達到設定值時,則刪除該元素。
2.新增材料失效準則字卡:增加MAT_ADD_EROSION字卡設定,在MID欄位設定要加入失效準則的材料,在SIGVM或EFFEPS欄位可以設定失效應力,當應力達到設定值時,則刪除該元素。
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