[发明专利]一种基于Ls-Dyna187号材料卡的材料力学性能标定方法

权利要求书

1.一种基于Ls-Dyna187号材料卡的材料力学性能标定方法，其特征在于，具体步骤如下：

第一步，样片级材料试验：

通过静态和高速拉伸设备，获得材料在不同工况下的应力-应变曲线；

第二步，材料卡片建立：

应用LS-DYNA软件，利用材料的性能参数及第一步测得的应力-应变曲线建立MAT187号材料卡片；

第三步，CAE仿真标定：

根据各试验工况建立CAE仿真标定模型，使用步骤二获得的初始MAT187材料卡片，同时添加与步骤一的试验相对应的仿真边界条件和控制卡片参数，形成初始标定模型，在该模型基础上，通过调整MAT187号材料卡片中各条输入曲线的缩放系数，按照顺序对各工况逐一进行仿真标定，直至在所有对标工况下，仿真与试验力-位移曲线拟合度达到90％以上；所述标定流程顺序按照先标定非断裂失效段，再标定断裂失效段两步；

第三步所述非断裂失效段，按照高速拉伸、高速压缩、高速剪切的顺序进行仿真标定；首先，通过缩放曲线系数使得高速拉伸工况结果达到匹配，之后对高速压缩工况进行对标，调整X轴和Y轴缩放系数，由于MAT187号材料卡片中默认拉伸和压缩弹性模量一致，故对塑性段峰值进行比对，由于压缩和拉伸工况存在耦合，需反复对拉伸和压缩结果进行调整，最终得到满足拉伸和压缩工况对标要求的材料卡片；之后对高速剪切工况进行对标，由于剪切试验中与拉伸和压缩工况均耦合，需对剪切曲线、拉伸曲线和压缩曲线反复调整X轴和Y轴缩放系数，以满足最终拉伸、压缩、剪切对标结果拟合度均达到90％以上；

所述断裂失效段，按照高速拉伸、高速剪切、高速穿孔的顺序进行仿真标定；首先在完成非断裂失效段仿真标定的MAT187材料卡片中，增加初始拉伸工况下等效应变失效数值和不同应力三轴度下等效断裂失效系数；对高速拉伸工况进行仿真标定，通过调整不同应变率下拉伸断裂参数，使仿真试验曲线拟合；之后，通过调整剪切断裂参数值，得到满足动态剪切工况拟合度的材料卡片；再通过调整双向拉伸断裂参数，得到满足高速穿孔工况拟合度的材料卡片；由于存在拉压、拉剪耦合工况，需对各失效参数反复调整，以满足最终拉伸、剪切、穿孔失效段对标结果拟合度均达到90％以上。

2.如权利要求1所述的一种基于Ls-Dyna187号材料卡的材料力学性能标定方法，其特征在于，第一步所述的不同工况包括静、动态单向拉伸，静、动态双向拉伸，静、动态剪切，静、动态压缩及静、动态穿孔工况；每种工况的试验至少进行3-5组，从中选取颈缩失效位置和应力-应变曲线最接近的3组作为输入数据，并最终获得材料在各工况下的真应力-应变拟合曲线。

3.如权利要求1所述的一种基于Ls-Dyna187号材料卡的材料力学性能标定方法，其特征在于，第二步所述的材料的性能参数包括密度、弹性模量及泊松比。