LAW2材料卡片参数解释与ICC标识的影响

作为最经典的弹塑性动力学材料模型，Johnson-Cook材料模型在结构力学里应用非常广泛。在RADIOSS Block里对应的卡片是/MAT/LAW2或/LAW/PLAS_JOHNS。在此材料模型中，材料达到塑性之前，真实应力按杨氏模量计算，在达到塑性后，材料的真实应力（又称流动应力）表达为塑性应变、应变率和温度的函数，即

式中，σ是真实应力；ε_p是塑性应变；a是屈服强度；b是硬化模量；n是硬化指数；c是应变率系数；是应变率；是参考应变率；，T是温度，T_r是室温，Tmelt是熔化温度；m是温度指数。

/MAT/LAW2材料卡片如表16-2所示。

表16-2 /MAT/LAW2材料卡片

各个参数的解释如表16-3所示。

表16-3 /MAT/LAW2材料卡片各个参数的解释

（续）

（1）屈服强度必须严格为正值。

（2）当塑性应变ε_p达到失效塑性应变ε_p^max时，无论材料处于何种状态（受拉伸、受压缩还是受剪切），如果是Shell，那么该单元将被删掉，而如果是Solid，该单元的偏应力将被设定为0，而单元本身不被删除。(www.xing528.com)

（3）塑性硬化指数n不能小于1。

（4）如果c是0，那么该材料模型将不考虑应变率效应。如果c不是0，将参考应变率设为10³⁰时，也是没有应变率效应的。

（5）应变率计算标识ICC用于表明最大应力σmax是否受应变率的影响，如图16-1所示。

图16-1 LAW2的ICC标识

（6）应变率滤波是用来光顺应变率的，用来过滤高频数值噪声，其截止频率（F_cut）仅对Shell和Solid单元有效。

（7）对于Truss和Beam单元，该材料模型不激活温度效应。

（8）如果单位体积比热容ρC_p=0，则温度恒定，T=Tr。

（9）温度T的计算是基于绝热条件的，初始温度T_i=T_r，，其中

E_int是计算得到的内能。

（10）如果要考虑温度效应，那么必须激活应变率效应。

（11）如果该材料模型用于基于有限元传热分析（/HEAT/MAT选项I_form=1）的热学材料，那么Tr的参数将从/HEAT/MAT卡片里获取，而不是该材料卡片。参数ρC_p也是这样。