材料失效的模拟方法详解
文摘
科技
2024-05-07 17:29
吉林
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，![]()
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