关于GISSMO失效模型的几个相关重要概念

关于GISSMO失效模型的几个相关重要概念：

1、Stress tensor and stress state（可分解为静水压力p和偏应力s）

2、triaxiality is defined as the ratio between the pressure and the equivalent stress

3、 the principal stress tensor （in plane stress condition厚度方向尺寸相比其他两个方向的尺寸要小）壳单元的应力张量可以采用如下形式表述:

在比例加载情况下，应力三轴度在整个加载过程中保持恒定。

Gissmo 失效模型基于 Johnson-Cook 断裂模型发展起来，模型中考虑了材料从受损、非线性损伤积累到材料断裂失效的过程，能预测材料在不同受力情况下裂纹的产生和扩展情况，非常适合于分析金属板材在成形过程中的损伤和失效问题。Gissmo 失效模型中，包含以下准则。

3.1 Damage evolution（路径相关断裂准则）

对于比例加载，JC和XUE定义损伤变量

在有限元显式分析中，实际使用上述公式的增量形式：

3.2  Critical plastic strain（临界塑性应变，材料不稳定性）

以标准拉伸试验为例，材料发生塑性变形后，继续加载时，材料先发生颈缩(不稳定性变形)，进而发生断裂失效。不稳定变形因子 F 由下式所得

式中，n 为损伤积累指数，Δε_p 为等效塑性应变增量，ε_(p,loc)为不同应力状态下材料产生不稳定性变形时的等效塑性应变。当不稳定变形因子 F=1 时，标志着材料开始发生不稳定性变形。

3.3 损伤与应力耦合

Gissmo 失效模型采用下式对材料真应力进行修正，当材料发生不稳定性变形后，真应力逐渐衰减，材料失效时，应力衰减为零。

式中，D_crit为 F=1 时对应的损伤因子值，m 为应力衰减指数，不同的 m 值，应力衰减幅度不同。

某典型的失效应变与临界应变图

4  相关试验

4.1GISSMO材料相关试验类型

1）拉伸：准静态、1/s、10/s、100/s、500/s等动态（如0度、30度、45度）；圆孔、

2）静态剪切（如0度、30度、45度）、静态剪切拉伸、静态缺口拉伸（如D8、D2、0度、90度）、静态中心孔等试验

3）高速拉伸（如10/s、300/s）

4）高速缺口（100s/1）

5）直角开槽（静态+动态）、开槽剪切

6）穿孔等，

（1）Ludwik模型，

（2）Swift模型，

（3）Hocky模型，

（4）S-H combined模型，

（5）Voce模型，

（6）Hockett-Sherby模型2，

（7）Stoughton-Yoon模型，

4.2 不同应力三轴度下的失效应变与临界应变获取

（a）拉伸试验样件优化过程

（b）缺口试验样件优化过程

（c）剪切试验样件优化过程

（d）优化结果

不同网格尺寸的标准拉伸试样模型

GISSMO中LCREGD详解

修正后的GISSMO仿真验证