Technical Papers and Presentations

目前的商用有限元软件中，描述导体材料多采用为双线性或者多线性硬化的本构模型，而如纯铜、铜铌合金等材料均在疲劳加载过程中展现出了明显的棘轮效应等循环变形特征。线性硬化模型最大的一个缺陷是不能反映材料的循环硬化/软化、棘轮行为等循环变形特征；相反，非线性硬化模型能对导体材料的循环变形特征行为更为合理的模拟。另外，商用软件存在两方面不可避免的问题，一是非线性随动硬化模型发展迅速，商用软件内嵌的模型不能及时更新至目前更为合理的循环塑性模型，二是不能通过定义损伤变量来对材料损伤造成的材料承载能力的下降进行描述。解决以上问题，可利用商业软件提供的材料二次开发接口，通过编写二次开发子程序来实现用户所需的本构模型或功能。 在金属材料的循环塑性本构模型中，以 Armstrong-Frederick 随动硬化模型为基础进行修改和改进的非线性随动硬化模型得到了更为广泛的发展和应用，具有代表性的有 Chaboche 模型、Ohno-Wang 模型、Ohno-Karim 模型，各随动硬化模型之间的区别主要体现在采用了不同的随动硬化率。Ohno-Karim 模型是 Ohno 和 Abdel-Karim 以 A-F 模型和 Ohno-Wang 模型为基础，提出的一个结合了二者优点的随动硬化模型，其能够更为合理地描述金属材料的棘轮效应，同时其算法收敛性得到了数学证明，有利于有限元实现。因此，本文将通过 COMSOL Multiphysics® 提供的外部材料接口，对耦合了拉伸损伤的 Ohno-Karim 随动硬化模型，基于 C 语言编程并编译生成 dll 文件在 COMSOL 中实现用户二次开发的循环塑性模型。