ansys材料模型.docx
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ansys材料模型
各向同性弹性模型
各向同性弹性模型。
使用MP命令输入所需参数：
MPDEN—密度
MPE）—弹性模量
MPNUX—泊松比
此部分例题参看B.2.1，IsotropicElasticExample:
High
CarbonSteel。
B.2.1.IsotropicElasticExample:
HighCarbonSteel
MP,ex,1,210e9!
Pa
MP,nuxy,1,.29!
Nounits
MP,dens,1,7850!
kg/m3
双线性各向同性模型
使用两种斜率（弹性和塑性）来表示材料应力应变行为的经典双线性各向同性硬化模型（与应变率无关）。
仅可在一个温度条件下定义应力应变特性。
（也有温度相关的本构模型；参看TemperatureDependentBilinearIsotropicModel）。
用MP命令输入弹性模量
（Exx），泊松比（NUXY和密度（DENS，程序用EX和NUXY值计算体积模量（K）。
用TB和TBDATA命令的1和2项输入屈服强度和切线模量：
TB,BISO
TBDATA1,y（屈服应力）
TBDATA2,Etan（切线模量）
例题参看B.2.7,BilinearIsotropicPlasticityExample：
Nickel
Alloy。
B.2.7.BilinearIsotropicPlasticityExample:
NickelAlloy
MP,ex,1,180e9!
Pa
MP,nuxy,1,.31!
Nounits
MP,dens,1,8490!
kg/m3
TB,BISO,1
TBDATA,1,900e6!
Yieldstress（Pa）
TBDATA,2,445e6!
Tangentmodulus（Pa）
双线性随动模型
（与应变率无关）经典的双线性随动硬化模型，用两个斜率（弹性和塑性）来表示材料的应力应变特性。
用MP命令输入弹性模量
（Exx），密度（DENS和泊松比（NUXY。
可以用TB,BKIN禾口TBDAT
命令中的1-2项输入屈服强度和切线模量：
TB,BKIN
TBDATA1，y（屈服应力）
TBDATA2，Etan（切线模量）
例题参看B.2.10,BilinearKinematicPlasticityExample
TitaniumAlloy。
B.2.10.BilinearKinematicPlasticityExample:
TitaniumAlloy
MP,ex,1,100e9!
Pa
MP,nuxy,1,.36!
Nounits
3
MP,dens,1,4650!
kg/m
TB,BKIN,1
TBDATA,1,70e6!
Yieldstress（Pa）
TBDATA,2,112e6!
Tangentmodulus（Pa）
723.6塑性随动模型
各向同性、随动硬化或各向同性和随动硬化的混合模型，与应变
率相关，可考虑失效。
通过在0（仅随动硬化）和1（仅各向同性硬化）间调整硬化参数B来选择各向同性或随动硬化。
应变率用Cowper-Symonds模型来考虑，用与应变率有关的因数表示屈服应力，如下所示：
这里0—初始屈服应力，一应变率，C和P-CowperSymonds
为应变率参数。
Pff—有效塑性应变，Ep—塑性硬化模量，由下式给出:
Ep
EEtan
Etan
应力应变特性只能在一个温度条件下给定。
用MP命令输入弹性
模量（Exx），密度（DENS和泊松比（NUXY。
用TB,PLAVy，，1和
TBDATA命令中的1-6项输入屈服应力，切线斜率，硬化参数，应变率参数C和P以及失效应变：
如下所示，可以用TB,PLAW,,,10和TBDATA^令中的1-5项定义其它参数。
TB,PLAW,,,1
TBDATA1,Y（屈服应力）
TBDATA2,Etan（切线模量）
TBDATA3,p（硬化参数）
TBDATA4,C（应变率参数）
TBDATA5,P（应变率参数）
TBDATA6,f（失效应变）
例题参看B.2.11,PlasticKinematicExample:
1018Steel。
B.2.11.PlasticKinematicExample:
1018Steel
MP,ex,1,200e9!
Pa
MP,nuxy,1,.27!
Nounits
MP,dens,1,7865!
kg/m
TB,PLAW,,,,1
TBDATA,1,310e6!
Yieldstress（Pa）
TBDATA,2,763e6!
Tangentmodulus（Pa）
-1
TBDATA,4,40.0!
C（s）
TBDATA,5,5.0!
P
TBDATA,6,.75!
Failurestrain
7.2.3.13分段线性塑性模型
多线性弹塑性材料模型，可输入与应变率相关的应力应变曲线。
它是一个很常用的塑性准则，特别用于钢。
采用这个材料模型，也可根据塑性应变定义失效。
采用Cowper-Symbols模型考虑应变率的影响，它与屈服应力的关系为：
0fnef
这里一一有效应变率，C和P――应变率参数，0――常应变率处的屈服应力，而fn（eff）是基于有效塑性应变的硬化函数。
用MP命令输入弹性模量（Exx），密度（DENS和泊松比（NUX丫占用TB,PLAW,,,8和TBDATA命令的1-7项输入屈服应力、切线模量、失效的有效真实塑性应变、应变率参数C应变率参数P、定义有效全应力相对于有效塑性真应变的载荷曲线ID以及定义应变率缩放的载荷曲线ID。
TBPLAW,,,,8
TBDATA,y（屈服应力）
TBDAT®,Etan（切线模量）
TBDAT&,f（失效时的有效塑性真应变）
TBDATA4,C（应变率参数）
TBDAT5,P（应变率参数）
TBDAT6,LCID1（定义全真应力相对于塑性真实应变的载荷曲线）
TBDAT/7,LCID2（关于应变率缩放的载荷曲线）
注--如果采用载荷曲线LCID1,则用TBDATA命令输入的屈服应力和切线模量将被忽略。
另外，如果C和P设为0,则略去应变率影响。
如果使用LCID2,用TBDATA命令输入的应变率参数C和P将被覆盖。
只考虑真实应力和真实应变数据。
在数据曲线一节中讲述了此种类型的例题。
注--例题参看B.2.16，PiecewiseLinearPlasticityExample：
HighCarbonSteel。
B.2.16.PiecewiseLinearPlasticityExample:
HighCarbonSteel
MP,ex,1,207e9
!
Pa
MP,nuxy,1,.30
!
Nounits
MP,dens,1,7830
!
kg/m3
TB,PLAW,,,,8
TBDATA,4,40.0
TBDATA,5,5.0
!
C（strainrateparameter）
!
P（strainrateparameter）
!
LCIDfortruestressvs.truestrain（see
TBDATA,6,1
EDCURVEbelow）
*DIM,TruStran,,5
*DIM,TruStres,,5
TruStran
（1）=0,.08,.16,.4,.75
TruStres
（1）=207e6,250e6,275e6,290e6,3000e6
EDCURVE,ADDTruStran
（1）,TruStres
（1）
7.2.8.1刚性体模型
用EDMP命令定义刚性体，例如，定义材料2为刚性体，执行：
EDMPRIGIS,2。
用指定材料号定义的所有单元都认为是刚性体的一部分。
材料号以及单元的单元类型和实常数类型号用来定义刚体的PARTID。
这些PARTID用于定义刚性体的载荷和约束（如第4章所述，Loading）。
刚体内的单元不必用连接性网格连接。
因此，为了在模型中表示多个独立的刚性体。
必须定义多个刚体类型。
但是，两个独立刚体不能共同使用一个节点。
使用EDMF命令的同时，必须用MP命令定义刚体材料类型的杨氏模量（Ex），泊松比（NUXY和密度（DENS。
必须指定实际的材料特
为它已是完全刚硬的。
因为刚性体的质量中心的运动传递到节点上，所以不能用D命令在刚体上施加约束。
刚体的一个节点上的约束和初始速度将转换到物体的质心。
但是，如果约束了多个节点，就很难确定使用哪种约束。
要正确在刚体上施加约束，使用EDMP命令的平移（VAL1和转动
（VAL2约束参数域，表示如下：
VAL1-平移约束参数（相对于整体笛卡尔坐标系）
0没有约束（缺省）
1约束X方向的位移
2约束Y方向的位移
3约束Z方向的位移
4约束X和丫方向的位移
5约束丫和Z方向的位移
6约束Z和X方向的位移
7约束X，Y，Z方向的位移
VAL2-转动约束参数（相对于整体笛卡尔坐标系）
0没有约束（缺省）
1约束X方向的旋转
2约束丫方向的旋转
3约束Z方向的旋转
4约束X,丫方向的旋转
5约束丫和Z方向的旋转
6约束Z和X方向的旋转
7约束X,丫和Z方向的旋转
例如，命令EDMPGID,2,7,7将约束材料的刚体单元的所有自由
度。
在定义刚体之后，可以用EDIPART命令指定惯性特性、质量和初始速度矢量。
如果没有定义刚性体的惯性特性，程序将会依据有限元模型计算它们。
例题参看B.2.25,RigidMaterialExample:
Steel。
B.2.25.RigidMaterialExample:
Steel
MP,ex,1,207e9
!
Pa
MP,nuxy,1,.3
!
Nounits
MP,dens,1,7580
!
kg/m3
EDMP,rigid,1,7,7
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