3.2 金属材料模型

Radioss中的材料模型按照工程应用来说有金属、塑料橡胶、复合材料、爆破材料、岩石等；按照材料模型的属性来说有各向同性、各向异性、弹性、超弹性、弹塑性、黏弹性、延性失效、脆性失效等。具体分类信息可以参见Radioss工具书（Radioss Manual）中的材料章节和理论手册（Radioss Theory Manual）。这里按照工程应用来分别解释Radioss中的材料模型。先来介绍金属材料类涉及的力学概念。

· 硬化（各向同性硬化、运动硬化）。

· 应变率。

· 温度影响。

· 金属回弹中的可变弹性模量。

Radioss中的金属材料主要集中在材料模型库里面的Elasto-Plastic类中。比如2、22、23、27、32、36、43、44、48、49、52、53、57、60、64、66、71、72、73、74、78、79、80、84、87等LAW材料模型可以描述金属。它们用于车身金属面板、薄钢板、铝材、记忆合金等。这些材料模型有不同的特性（各向同性硬化、小变形、与应变率相关、延性和脆性失效等）和适应性。这些信息可以在Radioss工具书Reference Guide材料汇总表中找到。选择合适的材料模型对于提高仿真精度是非常重要的。

Radioss中的材料模型和失效模型是分开的，它们有超过300多种组合。如何在这么多的材料模型中选用合适的模型呢?如果只是知道材料是金属而没有其他信息，或者作为初学者不太清楚各个模型的区别，则推荐最常用的材料模型LAW2和LAW36。使用这两个模型需要一些材料数据，这些数据可以通过一些材料试验得到，也可以向供货商或从公开文献上得到，或在Altair材料库（Material Data Center）中找到，如图3-7所示。越是详实的材料数据越能提高仿真结果的精确性。

使用LAW2 和LAW36首先需要材料应力应变曲线。对于拉伸试验数据的具体处理方法请参见视频示例。材料的真实应力和真实塑性应变曲线在LAW2中通过Johnson-Cook模型描述，因此需要输入Johnson-Cook参数a、b、n， 当然在LAW2中除了可以使用传统的参数输入方法，也可以使用另一种更加直观的方法，即输入屈服值（σ_y）、材料强度值（UTS）、颈缩位置的工程应变值（ε_UTS），Radioss将自动拟合Johnson-Cook的a、b、n参数，并且拟合的这些参数还可以在starter输出文件中打印出来，如图3-8~图3-10所示。

LAW36则是通过直接输入真实应力真实塑性应变曲线来实现的。从试验中得到的工程应力应变曲线如果出现震荡，首先要过滤曲线，LAW36卡片需要输入光滑曲线，然后转成真实应力应变曲线，去除弹性部分和颈缩点后的部分，转换成真实应力真实塑性应变曲线，还需要使用材料模型（Johnson-Cook、swift-voce等模型）延长曲线（比如延伸到应变为1），否则Radioss只能按照输入曲线中最后两点的斜率线性外插，如图3-11所示。