LS-DYNA 创新组-基于MAT_158材料模型的冲击仿真案例(K文件在文末链接)

一、模型建立：

MAT158材料模型适用Shell和Tshell理论，本研究中采用Tshell理论模拟编织复合材料，单层沿厚度方向两个Tshell单元，单层厚度方向4个积分点。复合材料平板尺寸300×300mm，厚度方向3.6mm，一共20个铺层（下图1给出两个铺层示意图）。

                                                                图1 模型建立

边界约束在平板中心半径为125mm部分之外的第一层和最后一层

复合材料层的有限元网格节点进行面外约束，沿平板四边的所有层节点约束三个方向如下图2所示。MAT_158在本研究中使用的建模方法是均一化方法，单层的材料参数通过编织复合材料细观模型计算得出单层材料参数。失效表面类型被定义为（FS = -1）。在应力达到最大后的最小应力极限的所有参数（SLIM）均设为0.8。应变率效应为Maxswell粘弹性模型。

                                                                图2 边界条件

界面层单元ELFORM=19，Cohesive单元上层四个节点与复合材料层接触面上的节点进行共节点。下层四个节点同样是与复合材料下层接触面上的节点共节点，厚度设置为0厚度，Cohesive层与复合材料模型组合结构形式如图3所示。

                                                                图3 层间界面破片采用10x10x10mm的方块冲击破片的材料模型采用铝合金材料。

二、计算结果：破片冲击速度设为Vp=1.5Km/s。计算结果部分如下（该模型Solid单元76.1万个，Tshell单元160万个，k文件494MB）：

T=2μs：

T=3μs：

T=4μs：

T=6μs：

T=13μs：

不同时刻侧面冲击损伤图

冲击结果过程视频（视频一共4个）：

movie_000.wmv

剖面001.wmv

剖面002.wmv

movie_001.wmv

K文件（付费）：https://www.jishulink.com/content/post/1204601