材料本构模型及其应用：JH-II和Composite Damage模型

Johnson Holmquist Ceramics（Mat＿110），又名JH-2 模型，用于模拟脆性材料如Al2 O3 陶瓷。JH-2强度模型构建了陶瓷强度随损伤累积连续减小的对应关系［4，5］：

其中，应力在Hugoniot 弹性极限状态下通过归一化处理变成了无量纲的等效应力，如下：

无量纲的初始强度和失效强度如下：

式中：A，B，C，M，N——材料常数；

　　　D——损伤因子（0≤D≤1）。

JH-II 的损伤函数表示积累的塑性应变达到材料发生破碎的塑性应变时，裂纹聚集致使材料破碎。其中，材料的破碎塑性应变可表示为

压力模型为

式中：K1，K2，K3——常数。(www.xing528.com)

　　　μ——压缩系数。

当损伤开始累积（d ＞0）时，就会发生膨胀。膨胀效应是通过增加增量压力p 来增加压力或体积应变。

弹体（STEEL4340）、TC4（Ti6Al4V）钛合金选用Johnson Cook（Mat＿15）模型。J-C 模型中的流变应力定义为应变硬化、应变率硬化和热软化的函数，如下［6］：

J-C 损伤模型为

Concrete Damage Rel3（Mat＿72R3）材料模型用于模拟混凝土材料，该模型考虑了三种主要的剪切破坏面和应变影响。基于密度、泊松比和无约束单轴抗压强度的简单输入，该模型可以自动生成模型参数和状态方程［7］。

Composite Damage（Mat＿22）模型用来模拟Kevlar ©纤维，主要包括以下几个部分：用一组正交各向异性本构关系表示的状态方程（EOS）来定义压力、密度和内能之间的关系；失效模型用于定义应力-应变准则和材料失效。当侵蚀的瞬时几何应变超过一定值时，侵蚀模型被用来去除高度扭曲的元素［8］。有关模型及模型参数的详细说明请参见参考文献［4～8］。