25 弹塑性本构选用(LS-DYNA)

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    本文通过一个小例子展示弹性、等向强化、随动强化的区别，以及塑性强化阶段的斜率影响。

01 研究背景

使用显式动力学分析结构，常常意味着不仅仅是弹性使用阶段。对于常见的金属材料，等向强化和随动强化是比较常见的弹塑性模型，事实上材料真实的强化规律可能是居于两者之间。在设置塑性阶段的切线模量上，也存在很大的随意。本文通过一个小例子研究这些问题。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。

03 材料模型

    本文使用到的所有材料参数如下。

    等向强化弹塑性。

    随动强化弹塑性。

    不同切线模量的弹塑性，分别为弹性模量的1/200, 1/2000, 1/20000。

04 网格划分

    网格尺寸大致为6-8mm。板厚方向必须划分为三层。

05 初始条件

    四米高跌落到刚性地面。

06 接触设置

    容器各部件绑定接触，容器底部和地面摩擦接触。详细可以参考笔者前系列文章。LS-DYNA 的接触设置和通用结构很不一样，比如 LS-DYNA 不再有接触单元的概念。

07 分析结果

    对比不同材料本构模型分析结果的时程数据。

    随动强化，容器底部最大等效应力。切线模量最大的等效应力最大。

    随动强化，容器壁最大等效应力。切线模量最大的等效应力最大。

    等向强化，容器底部最大等效应力。切线模量最大的等效应力最大。笔者前一篇文章展示过。

    等向强化，容器壁最大等效应力。切线模量最大的等效应力最大。笔者前一篇文章展示过

    随动强化和等向强化，容器底部最大等效应力。当切线模量较大，随动强化和等向强化才能体现出区别，并且等向强化的等效应力大于随动强化。

    随动强化和等向强化，容器壁最大等效应力。当切线模量较大，随动强化和等向强化才能体现出区别，并且等向强化的等效应力大于随动强化。

    随动强化，容器底部最大等效塑性应变。切线模量虽然不一样，但趋势是一致的。

    随动强化，容器壁最大等效塑性应变。切线模量虽然不一样，但趋势是一致的。

    等向强化，容器底部最大等效塑性应变。切线模量最大的等效塑性应变最大。切线模量虽然不一样，但趋势是一致的。

    等向强化，容器壁最大等效塑性应变。切线模量虽然不一样，但趋势是一致的。

    随动强化和等向强化，容器底部最大等效塑性应变。当切线模量较大，随动强化和等向强化才能体现出区别，并且随动强化的等效塑性应变大于等向强化。

    随动强化和等向强化，容器壁最大等效塑性应变。

    笔者建议：当从等效应力角度考察结构时，选择等向强化弹塑性；当从等效塑性应变考察结构时，选择随动强化弹塑性。

几何文件下载: 

见下篇文章，笔者会继续探讨这个问题。