密度与弹性
| density | 2.7e-9 | t/mm³,tonne-mm-s 单位制 |
| E | 68900 | MPa |
| ν | 0.33 | 泊松比 |
Johnson-Cook 硬化
σ = (A + B·εⁿ) · (1 + C·ln(ε̇/ε̇₀)) · (1 − ((T−T₀)/(T_melt−T₀))^m)
| A | 324 | MPa,参考条件下的屈服强度 |
| B | 114 | MPa,硬化模量 |
| n | 0.42 | 硬化指数,无量纲 |
| m | 1.34 | 热软化指数,无量纲 |
| T_melt | 925 | 熔点,K。超过它 Abaqus 认为材料完全失去承载能力 |
| T₀ | 293 | 参考温度(转变温度),K。低于它不计温度软化 |
在 Abaqus 里对应 Plastic 里选 Hardening: Johnson-Cook。插件会自动写成hardening=JOHNSON_COOK,不用手填。
应变率相关
| C | 0.002 | 应变率敏感系数,无量纲 |
| ε̇₀ | 1 | 参考应变率,1/s。公式里 ln(ε̇/ε̇₀) 的分母 |
准静态分析里这一项基本不起作用(ε̇ ≈ ε̇₀ 时括号内为 1)。 它是给冲击、切削、跌落这类高应变率问题用的。
Johnson-Cook 失效
ε_f = (d1 + d2·exp(d3·σ*)) · (1 + d4·ln(ε̇/ε̇₀)) · (1 + d5·T*)
| d1 | -0.77 | |
| d2 | 1.45 | |
| d3 | -0.47 | 应力三轴度项的指数系数 |
| d4 | 0 | 应变率项 |
| d5 | 1.6 | 温度项 |
| ε̇₀ | 1 | 失效式用的参考应变率,1/s。不一定与硬化式同值,按出处原文 |
| fractureEnergy | 15 | 断裂能,mJ/mm²。损伤演化按能量准则 |
d1 或 d3 是负数,这不是抄错。JC 失效式里 d1 是常数项、d3 乘在 exp 上,两者的符号取决于拟合,负值在文献里很常见。 Abaqus 也不要求它们为正。如果你手上的资料给的全是正数,先确认它用的是不是同一个符号约定 (有些文献把 exp(d3·σ*) 写成 exp(−d3·σ*))。
失效要生效还得两个前提:单元类型支持单元删除,且 Step 里开了 Element deletion。只填参数不设这两项,模型会一直算下去不破坏。
数据出处
插件 1.5.0 自带样例 materials_sample.json 的 Al_6061_T6 条目,原样收录,未作改动。
d1 = −0.77、d3 = −0.47 都是负数,这是 JC 失效参数的正常情况,不是符号写反。d4 = 0 是标定出来的真值,不是缺失占位。旁证:Mohamed 等 2019(Engineering, Technology & Applied Science Research 9(5) 4830-4834,Al 6061-T6 温热拉深损伤模拟,DOI 10.48084/etasr.2967)用的是同一套 A/B/n/m 和同一套 d1~d5,只有 C 写成 0.0083、熔点写成 582 °C。两处对不上的地方我们没动样例值,照样例原样收。
这是公开文献里的标定值,只在原文的应变率与温度区间内可信。 正式设计请以自己的试验数据为准。