如何使用 MAT_ADD_EROSION 关键字,关键字下的参数含义是什么

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匿名 - 研究生

在 LS-DYNA 中很多 constitutive(材料)模型是不允许破坏及侵蚀的,这个选项可让这些模型加入破坏准则,或应用在已具备破坏准则的 constitutive( 材料)模型。

对非破坏的选项来说,这里定义的每个破坏标准都是独立应用的,一旦满足了足够数量的 NCS 的准则,单元会从计算中删除。

这个选项适用于非线性单元方程式包括 2D 连续单元,3D 实体单元,3D 壳单元和厚壳单元。

MAT_ADD_EROSION 的关键字卡片如下:

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其中,各个参数的含义如下:

  • MID:侵蚀关键字的材料号;
  • EXCL:后面与破坏有关选项取与此项相同的值时,将被绕过,即不会考虑这种破坏;
  • MXPRES:最大静水压力,应取为正值,代表受压。所谓静水压力是三个主应力的平均值。本选项用于控制受压破坏;
  • MNEPS:第三主应变极限值,应取为负值,代表受拉。本选项用于控制受拉破坏;
  • EFFEPS:有效应变,V- M 应变;
  • VOLEPS:体积应变极限值。正负都可,分别代表体积压缩和膨胀。在三维模型中 voleps 是 mean strain 的三倍;
  • NUMFIP:在删除单元前失效积分点的数量,默认为 1;
  • NCS:设置满足几条失效条件时删除单元,默认值为 1. 也即只要有一条失效条件满足就删除单元;
  • MNPRES:与 mxpres 相反,用以控制受拉破坏,一般取负值,代表受拉;
  • SIGP1:第一主应力极限值,用以控制受压破坏;
  • SIGVM:V- M 应力限值;
  • MXEPS:与 mneps 相反,用以控制受压破坏,一般取正值,代表受压;
  • EPSSH:最大剪应力限值;
  • SIGTH:与有效作用时间有关的失效判断相关参数;
  • IMPULSE:与有效作用时间有关的失效判断相关参数;
  • FAILTM:与有效作用时间有关的失效判断相关参数。

材科通常为拉破坏或者剪切破坏,静水压是以 压为正,拉为负 ,所以静水压破坏就是给出最小的承受压力,当然需要小于 0〔即拉力),如果静水压小于该值,则材科破坏。相反,应力则是以压为负,拉为正,故最大主应力或最大等效应力或最大剪应力破坏等等都是给出最大的应力极限,当然大于 0,如果拉应力大于该值,则材科破坏,无论是 *MAT_ADD_EROSION,还是材科内部自带的破坏准则还是其他软件,都遵循以上准则。

单元删除功能是为了克服有限元本身的缺陷而提出的一项方法,由于有限元本身是基于连续介质力学的,而在连续介质力学中,所研究的物体需要是连续的,既物质域在空间中连续。在这样的理论假设框架下,单元本身是不会消失的。然而在实际情况下,由于损伤断裂的存在,势必会使得一些单元消失或者完全的失效,所以为了能够模拟这种情况,DYNA 提供了单元失效功能。

破坏、失效、断裂,都是工程性的概念,它表示在达到某一准则后,结构、构件、或者构件中的某一部分,从结构中退出工作,不再影响整体结构的受力。而从有限元概念上说,对上述机制的模拟,基本手段都是一样的,就是当满足某一指标〔比如某个应变大小)后,将一个单元或者一个积分点的质、刚度和应力、应变都设为零(或者非常接近与零),这样它在整体结构计算中就不再发挥作用,进而实现了退出工作机制的模拟。所以,无论是把纤维模型中的某个纤维、或者分层壳模型中的某一层、或者实体模型中的某个积分点,或者结构中的某个单元,让其不再参与整体结构计算,都可以达到模拟破坏退出工作的目的, 即所谓单元生死技术

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