第七章，材料模型

选择了合适的单元类型和材料模型后，就可以建模了。建模的典型方面如下所示： 第三章，建模 第六章，接触表面 第八章，刚体 第四章，加载

与求解和后处理有关的特征如下： 第五章，求解特性 第十二章，后处理

有些高级功能在一个分析中可能涉及不到，但在某些情况下可能用到，如下所示： 第九章，沙漏 第十章，质量缩放 第十一章，子循环 第十三章，重启动

第十四章，显-隐式连续求解 第十五章，隐-显式连续求解

最后，附录中还包含了有关下列主题的有关信息： 附录A，隐、显式方法的比较 附录B，材料模型样例

附录C，ANSYS/LS-DYNA和LS-DYNA命令变换 1.4 何处能找到显式动态例题

The Explicit Dynamics Tutorial描述了一个典型的显式动态分析例题。 1.5 其它信息

对于显式动态分析的详细资料，请参阅《ANSYS Structural Analysis Guide》中的第十四章。对于显式动态分析单元的详细资料，请参阅《ANSYS Element Reference》；至于详细的理论信息，请参阅Livermore Software Technology Corporation的《LS-DYNA Theoretical Manual》。

第二章 单元

在显式动态分析中可以使用下列单元： ·LINK160杆 ·BEAM161梁 ·PLANE162平面 ·SHELL163壳 ·SOLID164实体 ·COMBI165弹簧阻尼 ·MASS166质量 ·LINK167仅拉伸杆

本章将概括介绍各种单元特性,并列出各种单元能够使用的材料类型。

除了PLANE162之外,以上讲述的显式动态单元都是三维的,缺省时为缩减积分(注意：对于质量单元或杆单元缩减积分不是缺省值)缩减积分意味着单元计算过程中积分点数比精确积分所要求的积分点数少。因此,实体单元和壳体单元的缺省算法采用单点积分。当然,这两种单元也可以采用全积分算法。详细信息参见第九章沙漏,也可参见《LS-DYNA Theoretical Manual》。

这些单元采用线性位移函数；不能使用二次位移函数的高阶单元。因此，显式动态单元中不能使用附加形状函数，中节点或P-单元。线位移函数和单积分点的显式动态单元能很好地用于大变形和材料失效等非线性问题。

值得注意的是，显单元不直接和材料性能相联系。例如，SOLID164单元可支持20多种材料模型，其中包括弹性，塑性，橡胶，泡沫模型等。如果没有特别指出的话（参见第六章，接触表面），所有单元所需的最少材料参数为密度，泊松比，弹性模量。参看第七章材料模型，可以得到显式动态分析中所用材料特性的详细资料。也可参看《ANSYS Element Reference》,它对每种单元作了详细的描述，包括单元的输入输出特性。

2.1 实体单元和壳单元 2.1.1 SOLID164

SOLID164单元是一种8节点实体单元。缺省时，它应用缩减（单点）积分和粘性沙漏控制以得到较快的单元算法。单点积分的优点是省时，并且适用于大变形的情况下。当然，也可以用多点积分实体单元算法（KEYOPT（1）=2）；关于SOLID164的详细描述，请参见《ANSYS Element Reference》和《LS-DYNA Theoretical Manual》中的§3.3节。如果担心沙漏现象，比如泡沫材料，可采用多点积分算法，因为它无需沙漏控制；计算结果要好一些。但要多花大约4倍的CPU时间。

楔形、锥型和四面体单元是六面体单元的退化产物（例如，一些节点是重复的）。这些形状在弯曲时经常很僵硬，有些情况下还有可能产生问题。因此，应尽量避免使用这些退化形状的单元。

对于实体单元可采用下列材料模型： ·各向同性弹性 ·正交各向异性弹性 ·各向异性弹性 ·双线性随动强化 ·塑性随动强化 ·粘弹性 ·Blatz-ko橡胶

·双线性各向同性 ·幂律塑性 ·应变率相关塑性 ·复合材料破坏 ·混凝土破坏 ·地表材料 ·分段线性塑性 ·Honeycomb蜂窝材料 ·Mooney-Rivlin橡胶 ·Barlat各向异性塑性 ·弹塑性流体动力 ·闭合多孔泡沫 ·低密度泡沫 ·粘性泡沫 ·可压缩泡沫 ·应变率相关幂律塑性 ·Johnson-Cook塑性 ·空材料

·Zerilli-Armstrong ·Bamman ·Steinberg