D YNA用户自定义材料模型开发与验证.pdf

《D YNA用户自定义材料模型开发与验证.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、第２８卷第４期计算机应用与软件Ｖｏｌ２８Ｎｏ．４２０１１年４月ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓａｎｄＳｏｆｔｗａｒｅＡｐｒ．２０１１ＬＳＤＹＮＡ用户自定义材料模型开发与验证张安康陈士海（山东科技大学土木建筑学院山东青岛２６６５１０）摘要当ＤＹＮＡ材料库中不包含所需要的材料模型时，用户可以自定义材料，生成新的ＤＹＮＡ求解器，进行问题的求解。其中需要采用数值算法求解本构方程组时，半隐式的图形返回算法体现了其良好的使用性。通过对一个简单的理想弹塑性模型的求解公式的推导，进一步阐述了这种方法以及编写材料程序的基本过

2、程，并采用单单元模型验证了所编写程序的正确性。关键词　　ＬＳＤＹＮＡ　自定义材料弹塑性模型单单元模型应力更新算法ＥＸＰＬＯＩＴＩＮＧＡＮＤＶＥＲＩＦＹＩＮＧＵＳＥＲＤＥＦＩＮＥＤＭＡＴＥＲＩＡＬＭＯＤＥＬＩＮＬＳＤＹＮＡＺｈａｎｇＡｎｋａｎｇ　ＣｈｅｎＳｈｉｈａｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇｄａｏ２６６５１０，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ　　Ｗｈｅｎｔ

3、ｈｅｒｅｑｕｉｒｅｄｍａｔｅｒｉａｌｍｏｄｅｌｄｏｅｓｎｏｔｅｘｉｓｔｉｎＬＳＤＹＮＡｍａｔｅｒｉａｌｌｉｂｒａｒｙ，ｕｓｅｒｓｃａｎｃｕｓｔｏｍｉｓｅｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｃｒｅａｔｅｎｅｗｃａｌｃｕｌａｔｏｒｏｆＬＳＤＹＮＡｆｏｒｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍ．Ｓｅｍｉｉｍｐｌｉｃｉｔｒｅｔｕｒｎｍａｐｐｉｎｇａｌｇｏｒｉｔｈｍｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｓｇｏｏｄｕｓａｇｅｗｈｅｎｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｒｅｑｕｉｒｅｄｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｅｑｕａｔｉｏ

4、ｎｓｉｎｐｒｏｂｌｅｍｓｏｌｖｉｎｇ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｅｒｉｖａｔｉｏｎｏｆａｓｏｌｖｉｎｇｆｏｒｍｕｌａｏｆａｓｉｍｐｌｅａｎｄｉｄｅａｌｅｌａｓｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌ，ｗｅｆｕｒｔｈｅｒｅｌａｂｏｒａｔｅｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｂａｓｉｃｃｏｕｒｓｅｏｆｃｏｍｐｉｌｉｎｇｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｇｒａｍ，ａｎｄａｏｎｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｉｓｕｓｅｄｔｏｈａｖｅｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｌｉｅｄｐｒｏｇｒａｍ．Ｋ

5、ｅｙｗｏｒｄｓ　　ＬＳＤＹＮＡ　Ｕｓｅｒｄｅｆｉｎｅｄｍａｔｅｒｉａｌ　Ｅｌａｓｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｍｏｄｅｌ　Ｏｎｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌ　Ｓｔｒｅｓｓｕｐｄａｔｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ返回程序时需要求出的量：６个应力增量ｓｉｇ；可能涉及的０　引言历史变量ｈｉｓｖ（ｎ）。在ＬＳＤＹＡＮ３Ｄ中，关键字ＭＡＴ＿ＵＳＥＲ＿ＤＥＦＩＮＥＤ＿ＭＡＴＥＬＳＤＹＮＡ软件是功能齐全的几何非线性、材料非线性以及ＲＩＡＬ＿ＭＯＤＥＬＳ用来定义用户材料参数。ＭＡＴ＿ＵＳＥＲ＿ＤＥ摩擦和接触分离等界面状态非线性程序。凡是涉

6、及接触—碰ＦＩＮＥＤ＿ＭＡＴＥＲＩＡＬ＿ＭＯＤＥＬＳ中的各控制参数的含义在关键字撞、爆炸、穿甲与侵彻、应力波传播、金属加工、流固耦合等问题，手册［４］中有详细介绍，不再赘述。ＬＳＤＹＮＡ都可以进行求解，是军用和民用相结合的通用结构非［５，６］线性有限元分析程序。目前，在国防军工、岩土工程、土木工程、１　应力更新算法建筑、汽车等领域中均获得广泛应用。在ＬＳＤＹＮＡ中虽然有１３０多种材料模式，能满足大多数的用ＦＯＲＴＲＡＮ编写程序求解本构方程组需要一定的数值算工程需要，但有时针对某一领域的具体应用，需要用到特殊的材法。

7、积分率本构方程的数值算法称为本构积分算法或应力更新料模式，而ＬＳＤＹＮＡ本身又不具有该材料模式时，ＬＳＤＹＮＡ提算法。供了用户自定义材料功能，可以方便地扩充材料库。ＬＳＴＣ公司１．１　显式积分算法提供了专用于用户二次开发的动态链接库ＬＳＤＹＮＡ．ＬＩＢ，连同显式积分算法是一种基于向前Ｅｕｌｅｒ积分公式的本构积分用户编写的材料子程序一起在ＣｏｍｐａｑＶｉｓｕａｌＦｏｒｔｒａｎ中编译使算法（也称切线模量更新算法），每一时步的物理量可由上一时用。用户编译成功后，生成一个新的用户自定义材料的ＬＳ步的物理量直接求得，即应力

8、和内变量在每个步骤开始时计算ＤＹＮＡ求解器ＬＳＤＹＮＡ．ＥＸＥ。然后就可以利用这个求解器来得到，进而确定其弹塑性矩阵。因此它具有公式简单、易于编程［１，２］进行问题求解了。的优点。但由于这些应力和内变量的更新值并不满足屈服条二次开发的关键是用ＦＯＲＴＲＡＮ语言编写该材料的本构关件，必须将增量步划分得足够小，才能保证一定的精度。而