ANSYS邓肯张材料模型
ANSYS邓肯-张材料模型
楼主给的在ANSYS上实现邓肯－张模型的方法很有用，
但其中还有几点需要修正的，这也是楼上的兄弟们有疑问的原因。我把楼主的代码运行了一下，然后对照作了修改，现在上传一下，有问题的兄弟可以仔细对照一下，在这里我对其中几个比较明显的问题说明一下：
1.MP命令不能直接给单元加材料，这是对的。在这里，楼主遗漏了一下命令：MPCHG，具体见下面的修改过的代码。
2.关于密度的问题。这些要在宏中定义，每修改一种材料(即调用一次邓肯－张子程序)就要修改一次材料的密度，其他有关材料的问题可以类推。
3.关于施加重力的问题。要在调用宏后，在同一个循环中重新定义一下重力。
以下是我修改过的楼主的代码，希望对兄弟们有所帮助。
!用APDL得到初步成果，贴于此供感兴趣的朋友参考，不当之处敬请指正，!欢迎加以完善。
!基本思路：
!邓肯-张模型的关键点是材料的弹性模量随大小主应力差
!及小主应力(围压)的变化而变化，用APDL实现之的基本思路是：
!给每个单元定义一个材料号，分级施加荷载，在每个荷载步结束时提取出各
!单元的大小主应力，据此计算出下个荷载步的弹性模量Et,修改各单元之MP，!用于下一步计算。
!以下是一个简单算例，copy出去可直接运行。
!!!常规三轴试验模拟
!**********************************************************
FINISH
/CLEAR
/TITLE,Numerical Simulation of three axes testing of soils
/PREP7
*dim,SUy,array,50!Settlement records
*dim,MaxPs,array,120!Max history p1-p3
*dim,MaxDs,array,120!Max history Ds
!*dim,EEt,array,50!Et of elememt
!!!Duncan-Chang Model
!!!Symbols：c-粘滞力，Fai-内摩擦角，Sf-破坏强度(p1-p3)f，
!Ds-应力水平，Pa-大气压,P3-围压
!********************************************************************** *CREATE,Duncan-Chang!Creat Macro file
*afun,deg!Unit of angle
*set,Pa,1e5
*set,P1,-ArrS3(i)!注意：岩土工程中应力为拉负压正
*set,P3,-ArrS1(i)
*if,P3,LT,0.1*Pa,then
P3=0.1*Pa!围压最小取值
*endif
Sf0=2*(c0*cos(Fai)+P3*sin(Fai))/(1-sin(Fai))!Mohr-Coulomb破坏强度
(p1-p3)f
Ds=(P1-P3)/Sf0!应力水平，
*if,Ds,GT,0.95,then
Ds=0.95!应力水平最大取值
*endif
!判断加卸荷，如果(P1-P3)小于历史最大值视为卸荷－再加荷过程
*if,MaxPs(i),LT,P1-P3,then
Ei=k0*Pa*(P3/Pa)**n0
Et0=Ei*(1-Rf*Ds)**2!加荷情况的切线模量
MaxPs(i)=P1-P3!保存历史最大应力
*elseif,MaxPs(i),GE,P1-P3
Et0=Kur*Pa*(P3/Pa)**n0!卸荷模量
*endif
mp,ex,i,Et0!修改材料i的Et
mp,nuxy,i,Mu0
mp,dens,I,1800！重新定义第I种材料的密度
*END
!***********************单元类型*********************************** et,1,42
!平面四节点单元
KEYOPT,1,3,2!平面应变
!*********************以下定义材料初始模量************************* mp,ex,1,3.728e7!砂土的弹性模量
mp,nuxy,1,0.33
mp,dens,1,1800
!****************************************************************** blc4,0,0,0.08,0.15!建立几何模型
/PNUM,AREA,1
/REPLOT
aesize,all,0.01!网格划分
mat,1
amesh,all
nsel,s,loc,y,0!边界条件
d,all,Uy!底边界竖向约束
nsel,s,loc,x,0
d,all,Ux!左侧边界水平向约束
nsel,all
/replot
fini
/SOLU
time,0.01!施加围压
ACEL,0,9.8,0
sfl,all,pres,2e5!200kPa
solve
!********分级施加荷载，实现非线性计算,荷载增量10kPa,共50级******** *DO,ti,1,2!取出计算结果，修改弹性模量/POST1
*get,SUy(ti),node,29,u,y!Settlement record of time ti ETABLE,EtabS1,S,1!取各单元第一主应力ETABLE,EtabS3,S,3!取各单元第三主应力
*dim,ArrS1,array,120
*dim,ArrS3,array,120
*do,Num,1,120!Num为单元编号
*get,ArrS1(Num),elem,Num,etab,EtabS1!将单元结果存入数组
*get,ArrS3(Num),elem,Num,etab,EtabS3
*enddo
/PREP7
c0=0
Fai=35
Rf=0.7
k0=400
n0=0.6
Mu0=0.33
Kur=326.7!修改砂土单元的Et,单元号1-120
*do,i,1,120!各单元循环计算
*use,Duncan-Chang,c0,Fai,Rf,k0,n0,Mu0,Kur!调用Duncan-Chang宏文件
mpchg,i,i
!！！！！！注意，这个命令是把第I种材料施加给第I个单元
*enddo
/SOLU!EEt(ti)=ET!保存第120单元之ET
time,ti
sfl,3,pres,2e5+1e4*ti!施加荷载，增量1e4
ACEL,0,9.8,0！重新施加重力
solve!对ti级荷载情况求解
*ENDDO
ANSYS树形结构的材料模型库
ANSYS树形结构的材料模型库(?第一级●第二级?第三级?第四级?第五级) ?Linear：材料的线性行为 ●Elastic：弹性性能参数 ?Isotropic：各向同性弹性性能参数 ?Orthtropic：正交各向异性弹性性能参数 ?Anisotropic：各向异性弹性性能参数 ?Nonlinear：材料的非线性行为 ●Elastic：非线性的弹性模型 ?Hyperelastic：超弹材料模型（包含多个模型） ?Curve Fitting：通过材料实验数据拟合获取材料模型 ?Mooney-Rivilin：Mooney-Rivilin模型（包含2 、3、 5 与9 参数模型） ?Ogden：Ogden模型（包含1～5 项参数模型与通用模型） ?Neo-Hookean：Neo-Hookean模型 ?Polynomial Form：Polynomial Form模型（包含1～5 项参数模型与通用模型）?Arruda-Boyce：Arruda-Boyce：模型 ?Gent：Gent模型 ?Yeoh：Yeoh模型 ?Blatz-Ko(Foam)：Blatz-Ko（泡沫）模型 ?Ogden(Foam) Ogden：（泡沫）模型 ?Mooney-Rivlin(TB,MOON)：Mooney-Rivlin(TB,MOON) 模型 ?Multilinear Elastic：多线性弹性模型 ●Inelastic：非线性的非弹性模型 ?Rate Independent：率不相关材料模型 ?Isotropic Hardening Plasticity：各向等向强化率不相关塑性模型 ?Mises Plasticity：各向等向强化的Mises 率不相关塑性模型 Bilinear：双线性模型 Multilinear：多线性模型 Nonlinear：非线性模型 ?Hill Plasticity：各向等向强化的Hill 率不相关塑性模型 Bilinear：双线性模型 Multilinear：多线性模型 Nonlinear：非线性模型 ?Generalized Anisotropic Hill Potenial：广义各向异性Hill 势能率不相关模型 ?Kinematic Hardening Plasticity：随动强化率不相关塑性模型 ?Mises Plasticity：随动强化的Mises率不相关塑性模型 Bilinear：双线性模型 Multilinear(Fixed table)：多线性模型 Nonlinear(General) ：非线性模型 Chaboche Chaboche：模型 ?Hill Plasticity：随动强化的Hill 率不相关塑性模型 Bilinea：双线性模型 Multilinear(Fixed table)：多线性模型 Nonlinear(General)：非线性模型 Chaboche Chaboche：模型
邓肯-张模型研究认识
塑性力学读书报告 邓肯-张模型研究认识 学院：建设工程 姓名：王吉亮 学号：2006631011 专业：地质工程
教师：金英玉
邓肯-张模型研究认识 王吉亮（83分） 摘 要:从邓肯-张模型的本源开始，分析研究了邓肯-张模型与E-B 模型的建立过程和模型中参数如何确定的问题，结合对该模型的认识，提出该模型具有的缺点与不足。 关键词:邓肯-张模型；E-B 模型；参数确定 CONGNITION ON THE STUDY OF DUNCAN-CHANG MODEL Wang Jiliang Abstract: rom the parent of Duncan-Chang model, studing the establish procedure of Duncan-Chang model and E-B model, introducing the problem of how to define the indexes in the model. Associate the congnition on this model, present the shortcomings. Keywords: Duncan-Chang model; E-B model; indexes define 1 引言 邓肯－张模型是一个非线性本构模型，既然是一个本构模型，可想而之他反应的是应力与应变之间的关系。说它是非线性的，那么反映应力应变关系的模量就不是一个常数Ｅ那么简单。在介绍该模型之前，先要介绍一个概念，就是反映非线性关系的增量广义胡克定律： 1123()t t t v d d d d E E σεσσ= -+ （1） 1963年，康纳（Kondner ）根据大量土的三 轴试验的应力应变关系曲线，提出可以用双曲线拟合出一般土的三轴试验13()~a σσε-曲线，即： 13a a a b εσσε-= + （2） 其中，a 、b 为试验常数。对于常规三轴压缩试验，1a εε=。邓肯等人根据这一双曲线应力应变关系提出了一种目前被广泛的增量弹性模型， 一般被称为邓肯－张（Duncan-Chang ）模型。 在常规三轴压缩试验中，13a a a b εσσε-=+可以写成： 1113 a b εεσσ=+- （3） 将常规三轴压缩试验的结果按 11 13 ~εεσσ-的关系进行整理，则二者近似成线性关系(见图1)。其中，a 为直线的截距；b 为直线的斜率。 在常规三轴压缩试验中，由于 230d d σσ==，所以切线模量为 ε1/(σ1 -σ3 ) -σ3 )ult 图1 1113 ~εεσσ-线性关系图 132 11()() t d a E d a b σσεε-= =+ （4） 在试验的起始点，10ε=，t i E E =，则： 1 i E a = ，这表明a 表示的是在这个试验中的起始变形模量E i 的倒数。如果1ε→∞，则： 131 ()ult b σσ-= （5）
ansys材料模型.doc
B.2.1. Isotropic Elastic Example: High Carbon Steel MP,ex,1,210e9 ! Pa MP,nuxy,1,.29 ! No units MP,dens,1,7850 ! kg/m3
B.2.7. Bilinear Isotropic Plasticity Example: Nickel Alloy MP,ex,1,180e9 ! Pa MP,nuxy,1,.31 ! No units MP,dens,1,8490 ! kg/m3 TB,BISO,1 TBDATA,1,900e6 ! Yield stress (Pa) TBDATA,2,445e6 ! Tangent modulus (Pa)
B.2.10. Bilinear Kinematic Plasticity Example: Titanium Alloy MP,ex,1,100e9 ! Pa MP,nuxy,1,.36 ! No units MP,dens,1,4650 ! kg/m3 TB,BKIN,1 TBDATA,1,70e6 ! Yield stress (Pa) TBDATA,2,112e6 ! Tangent modulus (Pa)
B.2.11. Plastic Kinematic Example: 1018 Steel MP,ex,1,200e9 ! Pa MP,nuxy,1,.27 ! No units
MP,dens,1,7865 ! kg/m3 TB,PLAW,,,,1 TBDATA,1,310e6 ! Yield stress (Pa) TBDATA,2,763e6 ! Tangent modulus (Pa) TBDATA,4,40.0 ! C (s-1) TBDATA,5,5.0 ! P TBDATA,6,.75 ! Failure strain
ANSYS建模两种方法和给材料添加材料属性
ansys 实体建模详细介绍3--体 用于描述三维实体，仅当需要体单元的时候才需要定义体。生成体时自动生成低级别的对象，如点、线、面等。 Main menu / preprocessor / modeling / create / volumes 展开体对象创建菜单 1.1 Arbitrary ：定义任意形状 a) Through kps ：通过关键点定义体 b) By areas ：通过边界面生成体 1.2 Block ：定义长方体 a) By 2 corners & Z ：通过一角点和长、宽、高来确定长方体。 b) By center，corner,Z：用外接圆在工作平面定义长方体的底，用Z方向的坐标定义长方体的厚度。 c) By dimensions ：通过指定长方体对角线两端点的坐标来定义长方体。 1.3 Cylinder ：定义圆柱体 a）solid cylinder ：圆柱体，通过圆柱底面的圆心和半径，以及圆柱的长度定义圆柱 b）hollow cylinder（空心圆柱体）：通过空心圆柱体底面圆心和内外半径，以及长度定义空心圆柱 c）partial cylinder（部分圆柱）：通过空心圆柱底面圆心和内外半径，以及圆柱开始和结束角度，长度来定义任意弧长空心圆柱。 d）by end pts&Z ：通过圆柱体底面直径两端的坐标和圆柱长度来定义圆柱 e）By dimensions：通过圆柱内外半径、圆柱两底面Z坐标、起始和结束角度来定义圆柱。 1.4 Prism ：棱柱体 a) Triangular：通过定义正三棱柱底面外接圆圆心与棱柱高度来定义正三棱柱 b) Square、pentagonal、hexagonal、septagonal、octagonal分别为正四棱柱、五棱柱、六棱柱、七棱柱、八棱柱。其体操作与正三棱柱生产方法类似。 c) By inscribed rad：通过正棱柱底面内切圆和棱柱高来定义正棱柱。 d) By circumscr rad：通过正棱柱底面外接圆和棱柱高来定义正棱柱。 e) By side length：通过正棱柱底面边长、边数、棱柱高来定义正棱柱。 f) By vertices ：通过棱柱底面多边形定点和棱柱高来定义不规则的棱柱。 1.5 Sphere ：球体 a) Solid sphere(实心球体)：通过球心和半径来定义实心球体。 b) Hollow sphere（空心球体）：通过球心和内外球半径来定义空心球体。 c) By end points：通过球直径定义球体。 d) By dimensions：通过球的尺寸定义球体。 1.6 Cone ：圆锥体 a) By picking：通过在工作平面上定位圆锥体底部圆的圆心和半径以及圆锥体的高来定义圆锥体。 b) By dimensions：通过圆锥体尺寸定义圆锥体 1.7 Torus ：圆环体
邓肯张模型参数(精)
5.370569 应力差(б1-б3/100kPa轴向变形ε1 体应变εv ε3ε1/(б1-б3 0.5080.002250.00074-0.0007554.42913E-051.0020.004490.0013- 0.0015954.48104E-051.4630.006740.00176-0.002494.60697E-051.8490.008980.00223-0.0033754.85668E-052.1490.011230.00223-0.00455.22569E-052.3310.013480.00214-0.005675.78293E-052.4770.015720.00176-0.006986.34639E-052.5870.017970.00158-0.0081956.94627E-052.6650.020210.00111-0.009557.58349E-052.730.022460.00056-0.010958.22711E-052.7770.024710.00009-0.012318.89809E-052.8120.026950.00003-0.013469.58393E-052.8450.03032-0.00012-0.015220.0001065732.8780.03369-0.00195-0.017820.000117062.8890.03706-0.00288-0.019970.000128282.8940.04043-0.00381-0.022120.0001397032.8890.04492-0.00474-0.024830.0001554862.8790.04941-0.00567-0.027540.0001716222.8690.0539-0.0065-0.03020.000187872.8530.05839-0.00752- 0.0329550.0002046622.8360.06289-0.00827-0.035580.0002217562.809 0.06738 -0.00891 -0.038145 0.000239872 应力差(б1-б3/100kPa轴向变形ε1 体应变εv ε3ε1/(б1-б3 0.9090.001250.00075-0.000250.1375137512.2860.00350.00151- 0.0009950.1531058623.5330.005750.00236-0.0016950.1627512034.3410.0080.00302-
邓肯-张模型公式推导 高土
邓肯－张模型是一个非线性本构模型，既然是一个本构模型，可想而之他反应的是应力与应变之间的关系。说它是非线性的，那么反映应力应变关系的模量就不是一个常数Ｅ那么简单。在介绍该模型之前，先要介绍一个概念，就是反映非线性关系的增量广义胡克定律： 1123()t t t v d d d d E E σεσσ= -+ （1） 1963年，康纳（Kondner ）根据大量土的三 轴试验的应力应变关系曲线，提出可以用双曲线拟合出一般土的三轴试验13()~a σσε-曲线，即： 13a a a b εσσε-= + （2） 其中，a 、b 为试验常数。对于常规三轴压缩试验，1a εε=。邓肯等人根据这一双曲线应力应变关系提出了一种目前被广泛的增量弹性模型，一般被称为邓肯－张（Duncan-Chang ）模型。 在常规三轴压缩试验中，13a a a b εσσε-=+可以写成： 1113 a b εεσσ=+- （3） 将常规三轴压缩试验的结果按 11 13 ~εεσσ-的关系进行整理，则二者近似成线性关系(见图 1)。其中，a 为直线的截距；b 为直线的斜率。 在常规三轴压缩试验中，由于 230d d σσ==，所以切线模量为 ε1 /(σ1 -σ3 ) 1 b=1/(σ1 -σ3 )ult a =1/E i 图1 1113 ~εεσσ-线性关系图 132 11()() t d a E d a b σσεε-= =+ （4） 在试验的起始点，10ε=，t i E E =，则： 1i E a = ，这表明a 表示的是在这个试验中的起始变形模量E i 的倒数。如果1ε→∞，则： 131 ()ult b σσ-= （5） 由此可以看出b 代表的是双曲线的渐近线所对应的极限偏差应力13()ult σσ-的倒数。 在土的试样中，如果应力应变曲线近似于双曲线关系，则往往是根据一定的应变值（如 115%ε=）来确定土的强度13()f σσ-，而不可 能在试验中使1ε无限大，求取13()ult σσ-；对于有峰值点的情况，取1313()()f σσσσ-=-峰， 这样1313()()f σσσσ--ult <。定义破坏比R f 为： 1313()()f f R σσσσ-=-ult （6） 而 13131 ()()f f R b σσσσ== --ult （7） 将上式与1 i E a = 代入 132 11()() t d a E d a b σσεε-==+ （8） 得到：
ansys材料定义
混凝土 $ *MAT_ELASTIC_PLASTIC_HYDRO $1,2.3,0.13,3.2E-4,,-5.E-5,1. $,,3 2,2.4,0.126,2.5E-4,,-5.E-5,0.4 ,,3. *EOS_GRUNEISEN 2,0.2500,1.0,0.,0.,1.9,0.0 0.,1. $ $国际单位 *MAT_ELASTIC_PLASTIC_HYDRO_SPALL $1,2.3,0.13,3.2E-4,,-5.E-5,1. $,,3 2,2.4E+03,0.126E+11,2.5E+7,,-5.E+6,0.4E+11 ,,3. *EOS_GRUNEISEN 2,0.2500E+4,1.0,0.,0.,1.9,0.0 0.,1. $ 混凝土参数 密度 2.4g/cm剪切模量 12.6Cpa屈服应力 25Mpa抗拉强度 5Mpa失效应变 0.4 GRUNEISEN状态方程参数 C=2500m/s S1=1.0 S2=0 S3=0 ω=1.9 A=0 E0=0 V0=1 sdyyds混凝土随动硬化模型 *mat_plastic_kinematic 3 2100 3.00e+10 0.18 2.0e+07 0 0 0.002 *mat_plastic_kinematic 2 2600 4.75e+10 0.18 6.0e+07 4.75e+09 0 99.3 1.94 0.004
取自龚自明防护工程混凝土靶体尺寸及边界约束对侵彻深度影响的数值模拟*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 4,2.4,0.123,0.79,1.60,0.007,0.61,2.4E-4 2.7e-5,1.0e-6,0.01,7.0,8.0e-5,5.6e-4,1.05e-2,0.1 0.04,1.0,0.174,0.388,0.298 取自龚自明防护工程 BLU-109B侵彻厚混凝土靶体的计算与分析 *MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 4,2.4,0.132,0.79,1.60,0.007,0.61,3.22E-4 3.15e-5,1.0e-6,0.01,7.0,1.08e-4,7.18e-4,1.05e-2,0.1 0.04,1.0,0.174,0.388,0.298 取自蔡清裕国防科技大学学报模拟刚性动能弹丸侵彻混凝土的FE-SPH方法*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE mid RO G A B C N FC 1, 2.2,0.164,0.75,1.65,0.007,0.61,4.4e-4 T EPS0 EFMIN SFMAX PC UC PL UL 2.4e-5,1.0e-6,0.01,11.7,1.36e-4,5.8e-4,1.05e-2,0.1 D1 D2 K1 K2 K3 FS 0.03,1.0,0.174,0.388,0.298 取自凤国爆炸与冲击《大应变。高应变率及高压下混凝土的计算模型〉 *MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 2,2.44,0.1486,0.79,1.60,0.007,0.61,4.8E-4 4.0e-5,1.0e-6,0.01,7.0,1.6E-4,0.001,8.0E-3,0.1 0.04,1.0,0.85,-1.71,2.08 取自宋顺成爆炸与冲击弹丸侵彻混凝土的SPH算法 *MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE 1，2.4，0.1486，0.79，1.60，0.007，0.61，1.4e-4 4.0e-5，1.0e-6，0.01，7.0，1.6e-4，0.001，8.0E-3，0.1 0.04，1.0，0.174，0.388，0.298 *Mat_johnson_holmquist_concrete
邓肯张模型FORTRAN子程序源代码
邓肯张模型FORTRAN子程序源代码 SUBROUTINE UMA T(STRESS,STA TEV,DDSDDE,SSE,SPD,SCD, 1 RPL,DDSDDT,DRPLDE,DRPLDT,STRAN,DSTRAN, 2 TIME,DTIME,TEMP,DTEMP,PREDEF,DPRED,MA TERL,NDI,NSHR,NTENS, 3 NSTA TV,PROPS,NPROPS,COORDS,DROT,PNEWDT,CELENT, 4 DFGRD0,DFGRD1,NOEL,NPT,KSLAY,KSPT,KSTEP,KINC) C INCLUDE 'ABA_PARAM.INC' C CHARACTER*80 MA TERL DIMENSION STRESS(NTENS),STA TEV(NSTA TV), 1 DDSDDE(NTENS,NTENS),DDSDDT(NTENS),DRPLDE(NTENS), 2 STRAN(NTENS),DSTRAN(NTENS),TIME(2),PREDEF(1),DPRED(1), 3 PROPS(NPROPS),COORDS(3),DROT(3,3), 4 DFGRD0(3,3),DFGRD1(3,3) C DIMENSION PS(3),DSTRESS(NTENS),TDSTRESS(NTENS),TSTRESS(NTENS) PARAMETER (ONE=1.0D0,TWO=2.0D0,THREE=3.0D0,SIX=6.0D0) K=PROPS(1) N=PROPS(2) RF=PROPS(3) C=PROPS(4) FAI=PROPS(5)/180.0*3.1415926 G=PROPS(6) D=PROPS(7) F=PROPS(8) KUR=PROPS(9) PA=PROPS(10) DFAI=PROPS(11)/180.0*3.1415926 S1S3O=STA TEV(1) S3O=STA TEV(2) SSS=STA TEV(3) CALL GETPS(STRESS,PS,NTENS) FAI=FAI-DFAI*LOG10(S3O/PA) CALL GETEMOD(PS,K,N,RF,C,FAI,ENU,PA,KUR,EMOD,S,S3O,G,D,F 1 ,SSS,S1S3O) EBULK3=EMOD/(ONE-TWO*ENU) EG2=EMOD/(ONE+ENU) EG=EG2/TWO EG3=THREE*EG ELAM=(EBULK3-EG2)/THREE CALL GETDDSDDE(DDSDDE,NTENS,NDI,ELAM,EG2,EG)
ANSYS结构分析-材料模型
ANSYS 结构分析材料模型 1 材料模型的分类 a. ANSYS 结构分析材料属性： 线性(Linear)、非线性(Nolinear)、密度(Density)、热膨胀(Thermal Expansion)、阻尼(Damping)、摩擦系数( Friction Coefficient)、特殊材料(Specialized Materials) 等七种，可通过材料属性菜单分别定义。 b. 材料模型： 线性、非线性及特殊材料三类，每类材料中又可分为多种材料类型，而每种材料类型则有不同的属性。 2 材料模型的定义及特点 材料模型及其属性均可通过GUI 方式输入。线弹性材料可通过MP 命
令输入，而非线性及特殊材料则通过TB 命令定义，其属性则通过TBDATA 表输入。 表中前几项是常用的塑性材料模型，其后部分的材料模型有专用材料模型和可与前几项组合使用的材料模型。 表中屈服准则列中的Mises/Hill，指针对不同的单元分别采用Mises 屈服准则或Hill屈服准则，凡是可以考虑塑性的所有单元均可采用二者。 常用的单元 杆单元：LINK8、LINK10、LINK180 梁单元：BEAM3、BEAM4、BEAM188、BEAM189 管单元：PIPE16、PIPE20 2D 实体单元：PLANE82、PLANE183 3D 实体单元：SOLID65、SOLID92/95、SOLID191 壳单元：SHELL63、SHELL93、SHELL181 弹簧单元：COMBIN14、COMBIN39 质量单元：MASS21 矩阵单元：MATRIX27 表面效应单元：SURF154
邓肯张模型模拟
研究生课程作业邓肯张模型参数计算 学生姓名李俊 学科专业岩土工程 学号201420105614 任课教师周小文教授 作业提交日期2014年12月
1．计算轴向应变 c h h ?∑= 1ε 式中 1ε－轴向应变； h ?∑－固结下沉量，由轴向位移计测得 0h －土样初始高度 c h —按实测固结下沉的试样高度 c h ?—试样固结下沉量 2．计算按实测固结下沉的试样高度，面积： 式中 Ac －按实测固结下沉的试样面积 0V －土样初始体积 3．计算剪切过程中试样的平均面积： 式中 a A －剪切过程中平均断面积 c V －按实测固结下沉的试样的体积 i V ?－排水剪中剪切时的试样体积变化 按体变管或排水管读数求得 1h ?－固结下沉量，由轴向位移计测得 3. 计算主应力差 c i c h V V A ?-= 01 h h V V A c i c a ?-?-= C c c A h V ?=
103 1?=-a A CR σσ 式中 31σσ- － 主应力差 1σ―大主应力 3σ－小主应力 C －测力计率定系数 R －测力计读数 2 数据处理 2.1 3σ=100kPa 数据初步计算 当3σ=100kPa 时，各数据初步计算如表1所示。 围压100kPa 数据初步计算表 表1
2.1.1 由切线模量计算数据 对公式 ) (311 σσε-=a +b 1ε进行直线拟合，如图1所示。 图1 1131 /()~εσσε-拟合曲线 a =0.0002，1 i E a = =5000kPa b ==0.0028，()131 ult b σσ-= =263.16kPa ()13f σσ-=204.26kPa ，()()1313f f ult R σσσσ-= -=0.7762 2.1.2 由泊松比计算数据 对公式()313/f D εεε-=+-进行直线拟合，如图2所示。
最新ANSYS材料模型汇总
A N S Y S材料模型
第七章材料模型 ANSYS/LS-DYNA包括40多种材料模型，它们可以表示广泛的材料特性，可用材料如下所示。本章后面将详细叙述材料模型和使用步骤。对于每种材料模型的详细信息，请参看Appendix B,Material Model Examples或《LS/DYNA Theoretical Manual》的第十六章（括号内将列出与每种模型相对应的LS-DYNA材料号）。 线弹性模型 ·各向同性（#1） ·正交各向异性（#2） ·各向异性（#2） ·弹性流体（#1） 非线弹性模型 ·Blatz-ko Rubber(#7) ·Mooney-Rivlin Rubber(#27) ·粘弹性（#6） 非线性无弹性模型 ·双线性各向同性（#3） ·与温度有关的双线性各向同性（#4） ·横向各向异性弹塑性（#37） ·横向各向异性FLD（#39） ·随动双线性（#3） ·随动塑性（#3） ·3参数Barlat（#36） ·Barlat各向异性塑性（#33）
·与应变率相关的幂函数塑性（#64） ·应变率相关塑性（#19） ·复合材料破坏（#22） ·混凝土破坏（#72） ·分段线性塑性（#24） ·幂函数塑性（#18） 压力相关塑性模型 ·弹-塑性流体动力学（#10） ·地质帽盖材料模型(#25) 泡沫模型 ·闭合多孔泡沫(#53) ·粘性泡沫(#62) ·低密度泡沫(#57) ·可压缩泡沫(#63) ·Honeycomb(#26) 需要状态方程的模型 ·Bamman塑性（#51）·Johnson-Cook塑性（#15）·空材料（#9） ·Zerilli-Armstrong(#65) ·Steinberg(#11) 离散单元模型 ·线弹性弹簧
Ansys材料参数的定义问题
材料参数的定义问题 我想用过ANSYS的人都知道:ANSYS计算结果的精度,不仅与模型,网格,算法紧密相关,而且材料参数的定义正确与否对结果的可靠性也有决定性的作用,为方便大家的学习,本人就用过的一些材料模型,作出一些总结,并给出相关的命令操作,希望对从事ANSYS应用的兄弟姐妹们有所帮助,水平有限,不对之处还望及时纠正. 先给出线性材料的定义问题,线性材料分为三类: 1.isotropic:各向同性材料 2.orthotropic:正交各向异性材料 3.anisotropic:各向异性材料 1. isotropic各向同性材料的定义: 这种材料比较普遍,而且定义也非常简单,只需定义两个常数:EX, NUXY NUXY默认为0.3,剪切模量GXY默认为EX/(2(1+NUXY)),如果你定义的是各向同性的弹性材料的话,这个参数一般不用定义.如果要定义,一定要和公式: EX/(2(1+NUXY))的值匹配,否则出错,另泊松比的定义一般推荐不要超过0.5. 相关命令,例如: mp,ex,1,300e9 mp,nuxy,1,0.25 2.orthotropic:正交各向异性材料: 这种材料也是比较常见的,不过定义起来稍微麻烦一点,需定义的常数 有: EX, EY, EZ, NUXY, NUYZ, NUXZ, GXY, GYZ, GXZ 注意:在这里没有默认值,就是说,如果你某些参数不定义的话,程序会提示出错,比如:XY平面的平面应力问题,如果你只定义了EX, EY,程序将提示你,这是正交各向异性材料, GXY, NUXY是必须的. 相关命令,例如: mp,ex,1,300e9 mp,ey,1,200e9 mp,nuxy,1,0.25 mp,gxy,1,170e9 … 3.anisotropic:各向异性材料: 各向异性材料定义起来较为复杂,这里我只作些简单的说明,更详细的资料,大家可以去看帮助.对于各向异性弹性材料的定义,需要定义弹性系数矩阵,这个矩阵是一个对称正定阵,因而输入的值一定要为正值. 弹性常数矩阵如下图所示,各向异性体只有21个独立的弹性常数,因而我们也就只需输入21个参数即可,而且对于二维问题,弹性常数缩减为10个.弹性系数矩阵可以用刚度或柔度两种形式来定义,自己根据情况选用,输入的时候,可以通过菜单或者TB命令的TBOPT选项来控制. 相关的命令流,例如: tb,anel,1
在ansys中导入自定义本构模型---邓肯-张模型
邓肯-张模型的关键点是材料的弹性模量随大小主应力差及小主应力(围压)的变化而变化，用APDL实现之的基本思路是：给每个单元定义一个材料号，分级施加荷载，在每个荷载步结束时提取出各单元的大小主应力，据此计算出下个荷载步的弹性模量Et,修改各单元之MP，用于下一步计算。 以下是一个简单算例，copy出去可直接运行。 !!!常规三轴试验模拟 !!!by taomingxing,NWPU !!!2003.7.16 FINISH /CLEAR /TITLE,Numerical Simulation of three axes testing of soils /PREP7 *dim,SUy,array,50 !Settlement records *dim,MaxPs,array,120 !Max history p1-p3 *dim,MaxDs,array,120 !Max history Ds !*dim,EEt,array,50 !Et of elememt !!!Duncan-Chang Model !!!Symbols：c-粘滞力，Fai-内摩擦角，Sf-破坏强度(p1-p3)f，Ds-应力水平，Pa-大气压,P3-围压 *CREATE,Duncan-Chang !Creat Macro file *afun,deg !Unit of angle *set,Pa,1e5 *set,P1,-ArrS3(i) !注意：岩土工程中应力为拉负压正
*set,P3,-ArrS1(i) *if,P3,LT,0.1*Pa,then P3=0.1*Pa !围压最小取值 *endif Sf=2*(c*cos(Fai)+P3*sin(Fai))/(1-sin(Fai)) !Mohr-Coulomb破坏强度(p1-p3)f Ds=(P1-P3)/Sf !应力水平， *if,Ds,GT,0.95,then Ds=0.95 !应力水平最大取值 *endif !判断加卸荷，如果(P1-P3)小于历史最大值视为卸荷－再加荷过程 *if,MaxPs(i),LT,P1-P3,then Ei=k*Pa*(P3/Pa)**n Et=Ei*(1-Rf*Ds)**2 !加荷情况的切线模量 MaxPs(i)=P1-P3 !保存历史最大应力 *elseif,MaxPs(i),GE,P1-P3 Et=Kur*Pa*(P3/Pa)**n !卸荷模量 *endif mp,ex,i,Et !修改单元i的Et mp,nuxy,i,Mu *END !!!单元类型 et,1,42 !平面四节点单元
ANSYS中材料非线性模型介绍与选择
1.强化 应力达到屈服点后，继续加载（如果切线弹模大于0），有塑形变形，应力升高，然后卸载，这时是弹性的，再加载还是弹性的，直到应力得到卸载时的应力值才开始新的屈服。这种屈服点升高的现象称为强化。 强化机理：塑性变形对应于微观上的位错运动。在塑性变形过程中不断产生新的位错，位错的相互作用提高了位错运动的阻力。这在宏观上表现为材料的强化，在塑性力学中则表现为屈服面的变化。各种材料的强化规律须通过材料实验资料去认识。利用强化规律得到的加载面（即强化后的屈服面）可用来导出具体材料的本构方程。 强化规律比较复杂,一般用简化的模型近似表示。目前广泛采用的强化模型是等向强化模型和随动强化模型。 2.等向强化 如果材料在一个方向屈服强度提高（强化）在其它方向的屈服强度也同时提高，这样的材料叫等向强化材料。等向强化模型假设，在塑性变形过程中，加载面作均匀扩大,即加载面仅决定于一个强化参量q。如果初始屈服面是f*(σij)=0，则等向强化的加载面可表为：f(σij)=f*(σij)－C(q)=0， 式中σij为应力分量；C(q)是强化参量q的函数。通常q可取为塑性功或等效塑性应变 式中dε为塑性应变ε的增量;式中重复下标表示约定求和。
3.随动强化 如果材料在应该方向的屈服点提高，其它方向的屈服应力相应下降，比如拉伸的屈服强度提高多少，反向的压缩屈服强度就减少多少，这样的材料叫随动强化材料。 随动强化模型假设,在塑性变形过程中,加载面的大小和形状不变，仅整体地在应力空间中作平动。以αij代表加载面移动矢量的分量，则加载面可表为：f(σij)=f*(σij－αij)=0， 式中可取αij=Aε,A为常数。 4.材料模型选择 对于多数实际材料,强化规律大多介于等向强化和随动强化之间。在加载过程中,如果在应力空间中应力矢量的方向(或各应力分量的比值)变化不大，则等向强化模型与实际情况较接近。由于这种模型便于数学处理，所以应用较为广泛。随动强化模型考虑了包辛格效应，可应用于循环加载和可能反向屈服的问题中。 为了简化计算，常常将强化模型作某些简化。例如，在等向强化模型中，C(q)可进一步假设是塑性功的线性函数或幂次函数，所得到的模型分别称为线性强化模型和幂次强化模型。 等向强化模型假定材料在塑性变形后，仍保持各向同性的性质，忽略了由于塑性变形引起的各向异性的影响，因此，只有在变形不大，以及应力偏量之间的相互改变比例不大时，才能比较符合实际。 随动硬化模型中，弹性卸载区间是初始屈服应力的两倍，根据这
ANSYS邓肯张材料模型
ANSYS邓肯-张材料模型 楼主给的在ANSYS上实现邓肯－张模型的方法很有用， 但其中还有几点需要修正的，这也是楼上的兄弟们有疑问的原因。我把楼主的代码运行了一下，然后对照作了修改，现在上传一下，有问题的兄弟可以仔细对照一下，在这里我对其中几个比较明显的问题说明一下： 1.MP命令不能直接给单元加材料，这是对的。在这里，楼主遗漏了一下命令：MPCHG，具体见下面的修改过的代码。 2.关于密度的问题。这些要在宏中定义，每修改一种材料(即调用一次邓肯－张子程序)就要修改一次材料的密度，其他有关材料的问题可以类推。 3.关于施加重力的问题。要在调用宏后，在同一个循环中重新定义一下重力。 以下是我修改过的楼主的代码，希望对兄弟们有所帮助。 !用APDL得到初步成果，贴于此供感兴趣的朋友参考，不当之处敬请指正，!欢迎加以完善。 !基本思路： !邓肯-张模型的关键点是材料的弹性模量随大小主应力差 !及小主应力(围压)的变化而变化，用APDL实现之的基本思路是： !给每个单元定义一个材料号，分级施加荷载，在每个荷载步结束时提取出各 !单元的大小主应力，据此计算出下个荷载步的弹性模量Et,修改各单元之MP，!用于下一步计算。 !以下是一个简单算例，copy出去可直接运行。 !!!常规三轴试验模拟
!********************************************************** FINISH /CLEAR /TITLE,Numerical Simulation of three axes testing of soils /PREP7 *dim,SUy,array,50!Settlement records *dim,MaxPs,array,120!Max history p1-p3 *dim,MaxDs,array,120!Max history Ds !*dim,EEt,array,50!Et of elememt !!!Duncan-Chang Model !!!Symbols：c-粘滞力，Fai-内摩擦角，Sf-破坏强度(p1-p3)f， !Ds-应力水平，Pa-大气压,P3-围压 !********************************************************************** *CREATE,Duncan-Chang!Creat Macro file *afun,deg!Unit of angle *set,Pa,1e5 *set,P1,-ArrS3(i)!注意：岩土工程中应力为拉负压正 *set,P3,-ArrS1(i) *if,P3,LT,0.1*Pa,then P3=0.1*Pa!围压最小取值 *endif Sf0=2*(c0*cos(Fai)+P3*sin(Fai))/(1-sin(Fai))!Mohr-Coulomb破坏强度
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： MP，DENS—密度 MP，EX—弹性模量 MP，NUXY—泊松比 此部分例题参看B.2.1，Isotropic Elastic Example:High Carbon Steel。 B.2.1. Isotropic Elastic Example: High Carbon Steel MP,ex,1,210e9 ! Pa MP,nuxy,1,.29 ! No units 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Temperature Dependent Bilinear Isotropic Model）。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 TBDATA，1， （屈服应力） Y TBDATA，2， E（切线模量） tan 例题参看B.2.7,Bilinear Isotropic Plasticity Example：Nickel Alloy。 B.2.7. Bilinear Isotropic Plasticity Example: Nickel Alloy MP,ex,1,180e9 ! Pa MP,nuxy,1,.31 ! No units MP,dens,1,8490 ! kg/m3 TB,BISO,1 TBDATA,1,900e6 ! Yield stress (Pa) TBDATA,2,445e6 ! Tangent modulus (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
邓肯张模型
以土的常三轴实验学习Duncan-Chang本构关系模型 一、实验过程 1、试样制备 试验土样取自于南水北调焦作段一处工程，取回后，人工制成含水量15%的土体。在实验制样过程中，由于含水量较高，所以在通过制样器后，土柱未能成型，于是在原来土样基础上，添加了较干的土，再在制样器侧壁涂抹凡士林。最后制成高度7厘米，直径3.5厘米的土柱实验样品 2、不固结不排水（UU）剪切试验 试验是在土木工程学院深部矿井重点实验室进行的，试验装置如图1所示。 图1 常三轴实验仪
主要试验步骤为 (1)记录体变管的初始读数； (2)对试样加周围压力，并在周围压力下固结。当孔隙水压力的读数接近零时，说明固结完成，记下排水管的读数； (3)开动马达，合上离合器，按0.0065%/min的剪切应变速率对试样加载。按百分表读数为0，30，60，90，120，150，180，210，240，300，360，420，480，540，600，660，?，的间隙记读排水管读数和量力环量表读数，直到试样破坏为止。 二、邓肯张双曲线模型 到目前为止，国内外学者提出的土体本构模型不计其数，但是真正广泛用于工程实际的模型却为数不多，邓肯-张模型为其中之一。该模型是一种建立在增量广义虎克定律基础上的非线性弹性模型，可经反映应力～应变关系的非线性，模型参数只有８个，且物理意义明确，易于掌握，并可通过静三轴试验全部确定，便于在数值计算中运用，因而，得到了广泛地应用。 1、邓肯-张双曲线模型的本质 邓肯-张双曲线模型的本质在于假定土的应力应变之间的关系具有双曲线性质，见图2（a)。
图2(a ） 12()~a σσε- 双曲线 图2（b) 1131/()~εσσε-关系 图2 三轴试验的应力应变典型关系理论图
几个ansys经典实例(长见识)
平面问题斜支座的处理 如图5-7所示，为一个带斜支座的平面应力结构，其中位置2及3处为固定约束，位置4处为一个45o的斜支座，试用一个4节点矩形单元分析该结构的位移场。 (a)平面结构(b)有限元分析模型 图5-7 带斜支座的平面结构 基于ANSYS平台，分别采用约束方程以及局部坐标系的斜支座约束这两种方式来进行处理。 (7) 模型加约束 左边施加X,Y方向的位移约束 ANSYS Main Menu: Solution →Define Loads →Apply →-Structural→Displacement On Nodes →选取2，3号节点→OK →Lab2: All DOF(施加X,Y方向的位移约束) →OK 以下提供两种方法处理斜支座问题，使用时选择一种方法。 ?采用约束方程来处理斜支座 ANSYS Main Menu：Preprocessor →Coupling/ Ceqn →Constraint Eqn ：Const :0, NODE1:4, Lab1: UX,C1:1,NODE2:4,Lab2:UY,C2:1→OK 或者?采用斜支座的局部坐标来施加位移约束 ANSYS Utility Menu：WorkPlane →Local Coordinate System →Create local system →At specified LOC + →单击图形中的任意一点→OK →XC、YC、ZC分别设定为2，0，0,THXY：45 →OK ANSYS Main Menu：Preprocessor →modeling →Move / Modify →Rotate Node CS →To active CS → 选择4号节点 ANSYS Main Menu：Solution →Define Loads →Apply →Structural →Displacement On Nodes →选取4号节点→OK →选择Lab2:UY(施加Y方向的位移约束) →OK 命令流； !---方法1 begin----以下的一条命令为采用约束方程的方式对斜支座进行处理 CE,1,0,4,UX,1,4,UY,-1 !建立约束方程(No.1): 0=node4_UX*1+node_UY*(-1) !---方法1 end --- !--- 方法2 begin --以下三条命令为定义局部坐标系，进行旋转，施加位移约束 !local,11,0,2,0,0,45 !在4号节点建立局部坐标系 !nrotat, 4 !将4号节点坐标系旋转为与局部坐标系相同 !D,4,UY !在局部坐标下添加位移约束 !--- 方法2 end