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金刚石切割片在LS-DYNA有限元模拟中的石材本构材料选择

【发布时间】2019-7-9 15:19:13 【来源】 【作者】Admin 【浏览量】

  在机械制造工程领域,随着计算机技术的发展,利用计算机对hth365华体会 切削加工进行有限元模拟得到了广泛应用,通过有限元模拟可以减少实验次数,节省不必要的浪费,为结构几何参数和机械工程加工工艺优化提供理论依据。


  在LS-DYNA有限元模拟中,选择合适的材料模型本构决定了模拟结果的正确性。只有了解损伤变量ω和应变ε之间的关系,才能正确建立石材损伤本构关系,在定义损伤变量ω 时, 采用损伤面积的百分比来定义, 损伤变量和应力、变没有直接关系。 所以在建立石材材料本构模型关系时,必须先建立位 ω、σ、ε三者之间的关系,这个关系可以用应变等效性假设和应力等效性假设来定义。


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  (1)应变等效假设

  通过有效应力σ~来体现金刚石切割片切割时受损材料的变形行为,损伤材料的本构关系可采用无损伤状态的形式,只需用有效应力σ~替换其中的应力σ。


  (2)应力等效假设

  与应变等效性假设相类似,同样可以提出应力等效性假设,对于受损弹塑材料,是在真实应变 ε作用下受损状态的应力等于有效应变ε~作用下虚拟的无损状态的应力。


金刚石切割片在LS-DYNA有限元模拟中的石材本构材料选择

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  此试验采用屈服强度准则中的应力失效准则 (Dmcker-Prager 准则)。在 ANSYSLS-DYNA 中选择*MAT-DRUCKER PRAGER模型本构。 这种模型本构主要用于颗粒状材料,如土壤、石材、混凝土,混凝土模型用于表示脆性材料的特性,包括石材和某些陶瓷材料,介绍了断裂和压碎选项,用于定义的参数是屈面的岩土参数 (即角摩擦,黏度系数)。修正 Drucker-Prager 屈服面模型可使材表面发生形状扭曲,与现实的石材本构属性相接近。


金刚石切割片在LS-DYNA有限元模拟中的石材本构材料选择


  金刚石切割片在切割石材时, 由于石材为脆性材料, 易发生断裂。 而 LS-DYNA97中的*MAT-DRUCKER-PRAGER 模型本构自身不支持断裂和侵蚀。为了能够模拟出石材的断裂情况, 需要定义一个失效准则,增加*MAT-ADD-EROSION关键字,可以将断裂、 破碎加入模型中。


  它表示当石材达到某一准则后, 将失效单元或个积分点的质量、 刚度和应力、 应变都设置为零 (或者非常接近于零)。这样使单元在整个计算中不再发挥作用,使得石材的切屑部分从石材结构中退出工作,不再影响整个结构的受力, 石材发生破坏失效,从而使部分切屑从石材本体上分离开来, 形成切削。

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