在ABAQUS中如何使用修正DPC帽盖模型

柔情只为你懂 2023-02-26 02:28 15阅读 0赞

# 在ABAQUS中如何使用修正DPC帽盖模型 #

## 引言 ##

修正Drucker-Prager盖帽模型（简称修正DPC模型）和修正剑桥（简称MCC模型）在岩土领域广泛使用，而修正DPC模型应用更加广，应用于描述存在大体积应变的材料力学行为。它在线性Drucker-Prager模型上增加了一个帽盖状的屈服面，从而引入了压缩导致的屈服，同时也能控制材料在剪切作用下的无限制剪胀现象。如下图是修正DPC模型的屈服面。

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## ABAQUS中设置修正DPC帽盖模型的参数 ##

在很多有限元软件提供了修正DPC帽盖模型的本构模型，下面简要介绍在ABAQUS中设置相关参数。修正DPC模型可以与线弹性体、多孔介质弹性体一起使用，还可以与基于Darcy定律的多孔介质属性一起组合来描述类似土壤固结的力学行为，或类似的渗流/应力耦合力学行为。

以线弹性体+修正DPC帽盖模型为例，设置材料属性。

**设置弹性参数**

新建一个材料名称，然后增加一个弹性力学行为：Mechanical–>Elasticity–>Elastic，如下图所示

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dhbGF4eV9Sb2JvdA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]  
设置弹性参数

## 设置修正DPC模型参数 ##

在ABQAUS软件中需要设置的参数有：

p-t平面上的粘聚力(Material Cohesion)  d d d

p-t平面上的摩擦角(Angle of Friction)  β \\beta β

R (Cap Eccentricity)，需大于0

定义初始屈服位置(Init Yld Surf Pos) ε v o l i n ∣ 0 \\varepsilon\_\{vol\}^\{in \}|\_0 εvolin∣0

过渡区参数(Transition Surf Rad)  α \\alpha α，包含蠕变效应时， α \\alpha α=0

三轴拉伸强度与三轴压缩强度之比(FlowStress Ratio) k，

通过表格给定 p b p\_b pb随 ε v o l p l \\varepsilon\_\{vol\}^\{pl\} εvolpl的变化

前面6个参数设置步骤：Mechanical–>Platicity–>Cap Platicity，弹出如下对话框，在对应位置输入上述的6个参数。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dhbGF4eV9Sb2JvdA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

**设置硬化律参数**

修正的Drucker-Prager帽盖模型中的硬化参数为 p b p\_b pb，用户可以分段指定 p b p\_b pb与塑性体积应 ε v o l p l \\varepsilon\_\{vol\}^\{pl\} εvolpl的关系。在上面对话框的基础上（或者选择刚刚创建的Cap Platicity），步骤：Suboption–>Cap Hardening，然后弹出一个小对话框，输入硬化律两列数据即可，如下图所示。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L0dhbGF4eV9Sb2JvdA_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 3]

## 小结 ##

在ABAQUS中也可以通过关键字在inp文件中设置上述的这些材料参数，但是我觉得在cae界面里设置更方便，不容易出错。关于上述修正DPC本构模型的相关理论这里就不详细讨论，可以参考下面列出的一些教材，参考文献。

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参考资料：

\[1\]费康, 张建伟. ABAQUS在岩土工程中的应用\[M\]. 北京: 中国水利水电出版社, 2009.

\[2\]Han L H, Elliott J A, Bentham A C, et al. A modified Drucker-Prager Cap model for die compaction simulation of pharmaceutical powders\[J\]. International Journal of Solids and Structures, 2008,45(10):3088-3106.

\[J\]. International Journal of Solids and Structures, 2008,45(10):3088-3106.

\[3\]Rui Z, Zhang L, He B, et al. Numerical simulation of residual stress field in green power metallurgy compacts by modified Drucker–Prager Cap model\[J\]. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2013,23(8):2374-2382.

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