关于 Abaqus 示例中 JH-2 材料本构模型的材料属性参数值

Abaqus 官方给出的《Abaqus Example Problems Guide》中,第2部分 Dynamic Stress/Displacement Analyses 中示例 18 是关于陶瓷材料的高速冲击问题 High-velocity impact of a ceramic target。模拟陶瓷材料的一个常用本构模型是 JH-2(Johnson-Holmquist model)。示例中使用的 SiC 材料参数在 6.13 及以前版本和 6.14 及以后版本中发生了一些细微的变化。

在6.13及以前的版本中,碳化硅材料参数如下表,

Material parameters for JH-2 model-v6.13.
Material parameters for JH-2 model in v6.13.

注意其中的 σimaxσfmax 的值是没有经过约化的原始值 12.2GPa 和 1.3GPa,并且对应版本提供的 input 文件 exa_impactsiliconcarbide_jh2.inp 中也用的是这两个值。如下,

*parameter
rho0 = 3.215e-9
G = 193000.
A = 0.96
N = 0.65
B = 0.35
M = 1.0
C = 0.009
edot0 = 1.0
T = 750
sigIMax = 12200
sigFMax = 1300
HEL = 11700
PHEL = 5130
beta = 1.0
D1 = 0.48
D2 = 0.48
efMax = 1.2 
efMin = 0.0
K1 = 220000
K2 = 361000
K3 = 0.0
FS = 0.2
lDamage = 0
*Material, name=abq_jh2_siliconcarbide
*density
 <rho0>
*user material, constants=32
 <rho0>, <G>, <A>, <N>, <B>, <M>, <C>, <edot0>
 <T>, <sigIMax>, <sigFMax>, <HEL>, <PHEL>, <beta>
 <D1>, <D2>, <efMax>, <efMin>, <FS>, <lDamage>
 <K1>, <K2>, <K3>
*DEPVAR, DELETE=8
8
1, PEEQ , "Equivalent plastic strain"
2, PEEQ_RATE, "Equivalent plastic strain rate"
3, DUCTCRT , "Ductile damage initiation criterion"
4, DAMAGE , "Damage variable"
5, DELTAP , "Pressure increment due to bulking"
6, YIELD , "Yield strength"
7, EVOL    , "Volumetric Strain, Mu"
8, MPSTATUS , "Material point status" 

而6.14及以后版本中,碳化硅材料参数如下表,

Material parameters for JH-2 model in v6.14.
Material parameters for JH-2 model in v6.14.

注意其中的 σimaxσfmax 的值经过变换,成为无量纲的相对值。在 input 文件中加了注释,对变换算法进行了说明,如下:

sigIMax = 1.23795
sigFMax = 0.1319127
**sigHEL=1.5*(HEL-PHEL)
**sigIMax=sigIMax/sigHEL=12200/9855=1.23795
**sigFMax=sigFMax/sigHEL=1300/9855=0.1319127

可能内置的 VUMAT 也经过相应的调整。这点不得而知。

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本文发表于水景一页。永久链接:<https://cnzhx.net/fe/2022/08/22/about-mat-params-of-jh-2-in-abaqus-examples/>。转载请保留此信息及相应链接。

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