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圖4 ANSYS AUTODYN的部件激活、抑止技術 豐富的材料模式及材料庫 通常，材料在動態載荷下的響應非常復雜，比如： * 非線性壓力響應 * 應變及應變率硬化 * 熱軟化 * 各向異性材料屬性 * 拉伸失效 * 復合材料破壞根據不同問題，ANSYS AUTODYN 提供了狀態方程、強度模型、失效/破壞模型、侵蝕模型等多種材料模型

圖4 ANSYS AUTODYN的部件激活、抑止技術 豐富的材料模式及材料庫 通常，材料在動態載荷下的響應非常復雜，比如： * 非線性壓力響應 * 應變及應變率硬化 * 熱軟化 * 各向異性材料屬性 * 拉伸失效 * 復合材料破壞根據不同問題，ANSYS AUTODYN 提供了狀態方程、強度模型、失效/破壞模型、侵蝕模型等多種材料模型

圖1 3種JH陶瓷本構模型雖然Johnson、Holmquist等人對陶瓷的本構模型開展了大量的研究，將陶瓷材料的響應分為完整和失效兩種狀態，但實際加載時應力狀態較為復雜，通過JH本構模型反映其損傷失效過程仍較為粗糙。現有的JH本構中，彈性未損傷段參數多為根據試驗數據得出，但陶瓷損傷失效段參數則多為根據試驗結果擬合得出。

其主要原因是不同本構模型定義陶瓷材料的損傷失效模型存在一定差異，造成了JHB本構模型單元失效快，棒材速度降低。而陶瓷本構的損傷段參數往往都是根據試驗擬合得出的，不能適應所有的工況，故調整JHB本構的損傷段參數，進行重新求解，結果如圖6所示。此時速度降基本與其它兩種本構模型一致，且陶瓷破碎出現陶瓷錐及環裂現象。

摘 要：為了提高超高強鋼材料在整車碰撞過程中的失效行為仿真預測精度，對比分析了主流求解器LS＿DYNA中GISSMO等6種典型失效模型的原理，并針對GISSMO失效模型中影響整車碰撞失效仿真精度最為關鍵的參數材料斷裂極限應變及網格尺寸修正特性設置方法進行了研究。

復合材料失效模擬是一個復雜的過程，需要仔細設置和考慮多個參數。 1.設置復合鋪層： 在模型中定義復合材料的鋪層結構，包括纖維方向、層數、厚度和材料類型等參數。可以使用ABAQUS CAE中的“Composite Layup”功能來設置復合鋪層。

本文以一個簡單案例介紹破片沖擊炸藥導致炸藥引爆，其中破片采用Cu，炸藥采用COMP-BJJ1，材料參數均取自AUTODYN自帶數據庫，Cu飛片額外定義一個材料失效，防止計算過程中因網格變形太大使得時間步太小導致計算終止，其中破片起始速度3000m/s。破片采用拉格朗日算法，空氣域及炸藥采用歐拉算法，空氣域建立完畢后將炸藥填充到空氣PART中。節省計算資源，采用1/2模型。

失效模型 失效為材料發生故障的開始 失效對材料剛度和強度無影響 失效模型比損傷模型計算簡單 失效模型通常從實驗中識別的參數少損傷模型 損傷為材料失效的開始 損傷對材料的剛度和強度有影響 損傷模型比失效模型計算復雜 損傷模型需要確定更多參數一些失效模型

Tsai-Wu 失效準則是一種唯象材料失效理論，廣泛應用于拉伸、壓縮強度不同的各向異性復合材料。當層合板的失效指數達到 1 時，Tsai-Wu 準則預測達到失效狀態。

利用AUTODYN計算鋁球對蜂窩夾層板的超高速碰撞問題，經過該案例的講解，能夠掌握如下知識點：（1）外部有限元模型如何導入AUTODYN中；（2）外部有限元模型導入后，如何賦予材料參數和修改；（3）SPH方法如何設置材料失效參數；（4）如何實現FEM-SPH耦合算法；（5）如何提高SPH的計算速度，如何抑制/激活part； 圖1.

：圖2 abaqus中的材料參數輸入為了驗證模型的準確性，進行單元測試，沿著纖維方向拉伸，材料方向如下：圖3 材料方向邊界條件如下：圖4 邊界條件最后計算獲得的應力應變曲線和損傷參數曲線如下圖，通過應力應變曲線可以看出：當應變為0.0166661，應力為2511.21MPa時，發生初始損傷。

E11T, E11C, E22T, E22C 和 GMS 為材料在對應強度下的應變，其控制材料各方向應力-應變曲線的軟化程度，能夠顯著影響應力-應變曲線中斜率的變化趨勢，需要謹慎設置。SOFT 是一個有限元模型維數數值穩定性的數學意義上的參數，在物理層面上被稱為峰值縮減系數，能夠模擬失效區域周邊未失效單元的強度縮減行為。

，例如永磁體、電磁線和絕緣材料等，在高溫、低溫等惡劣環境下使用時會出現性能下降、失效、可靠性降低等問題。

這樣Hill材料常數H、F、G、N、L、M的計算，就由、六個測試數據，變為=四個數據。 通常我們是可以查到PA基體的力學參數（拉伸屈服強度）和PA+GF20 的拉伸屈服強度。

<p>利用AUTODYN計算鋁球對鋁板的超高速碰撞問題，經過該案例的講解，能夠掌握如下知識點：</p><p>（1）AUTODYN中如何創建超高速SPH模型；</p><p>（2）SPH方法如何設置材料層裂失效參數；</p><p>（3）超高速碰撞碎片云形成模擬；</p><div contenteditable="false" width="100%"> <img src="https://img.jishulink.com

圖 1 超高速撞擊數值計算模型超高速撞擊中，涉及到了材料的相變。因此采用能夠描述物質凝聚態和膨脹態的Tilloston狀態方程和Steinberg-Guinan本構模型描述高溫高壓下材料的動態力學性能。具體的材料參數見表 1和表 2。

然而在工程中，我們常常面臨的場景是強度校核，而非一定要把材料失效的點算準。</p><p>目前對于復合材料的靜力失效主要材料兩種思路：</p><p>(1)&nbsp;思路一，漸進失效分析。該思路的目標是計算結構的失效極限。對結構逐級加載，并監測失效單元，對加載過程中出現失效的單元進行性能折減，當失效單元數量達到一定程度，載荷變形曲線掉落，此時認為結構失效。