Abaqus常用材料参数设置

在ABAQUS中的材料库允许模拟绝大多数的工程材料，包括金属、塑料、橡胶、泡沫材料、复合材料、颗粒状土壤、岩石、以及混凝土和钢筋混凝土。广泛的材料库包含几乎所有的ABAQUS材料模型，数据可以直接输入，可以从文件中读取，也可以从材料库中导入。

三种最常用的材料模型：线弹性、金属塑性和橡胶弹性。

1.延性金属的塑性

许多金属在小应变时表现出近似线弹性的性质，材料刚度是一个常数，即杨氏或弹性模型。

2.线弹性材料模型：

只有在小的弹性应变时是有效的（一般不超过5%）；

可以是各向同性、正交各向异性或者完全各向异性；

可以具有依赖与温度或者其他场变量的属性；

如果是正交各向异性或者完全各向异性，则需要采用局部坐标来定义材料。

在ABAQUS/CAE中定义线弹性：

在高应力（应变）的情况下，金属开始具有非线性、非弹性的行为，称其为塑性。

在ABAQUS/CAE中定义塑性

在ABAQUS中定义塑性数据时，必须采用真实应力和真实应变。而通常由实验得到的数据常常是以名义应力和名义应变的值给出。在这种情况下，必须将塑性材料的数据从名义应力/应变值转化为真实应力/应变值。经转化，最后得到真实应力和名义应力和名义应变之间的关系：

ABAQUS会在提供的数据点之间进行线性差值（或者，在ABAQUS/Explicit中采用规则化数据）得到材料响应，并假设在输入数据定义范围之外的响应为常数。

3.超弹性（Hyperelasticity）

典型的橡胶材料的应力-应变行为是高度的非线性，如图所示。这种材料行为称为超弹性，超弹性材料的变形在大应变时（通常超过100%）仍然保持为弹性。

ABAQUS在模拟超弹性的时候，做出如下的假设：

材料行为时弹性；

材料行为时各向同性；

模拟将考虑几何非线性；

另外，ABAQUS/Standard默认材料是不可压缩的。ABAQUS/Explicit假设材料是接近不可压缩的（默认的泊松比是0.475）。弹性泡沫是另一类高度非线性的弹性材料。他们与橡胶材料不同，当承受压力载荷时，他们具有非常大的可压缩性。在ABAQUS中，应用不同的材料模型来模拟他们。常用的有多项式模型、Ogden模型、Arruda-Boyce模型、Marlow模型和van der Waals模型等。

在ABAQUS中模拟超弹性材料时，通常使用材料的试验数据。ABAQUS可以直接地接受试验数据，并应用最小二乘法拟合出材料的参数曲线。ABAQUS能够拟合下面的试验数据：

单轴拉伸和压缩

等双轴拉伸和压缩

平面拉伸和压缩（纯剪）

体积拉伸和压缩

需要指出，对于超弹性材料的试验数据必须作为名义应力和名义应变的值提供给ABAQUS。对超弹性材料的模拟，结果的质量强烈的依赖于所提供的材料试验数据。

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