Руйнування матеріалу при високошвидкісному навантаженні

Руйнування при високошвидкісному навантаженні потребує моделі, яка описує не лише міцність, а й залежність матеріальної response від швидкість деформації (strain rate), умову початку пошкодження (damage) та подальшу деградацію.

Strain-rate effects

Для багатьох матеріалів apparent yield/strength і характер пластичного response залежать від швидкості деформування. Тому параметри, отримані з повільного квазістатичного тесту, не завжди можна безпосередньо переносити на високі швидкість деформації (strain rate)s.

Damage та видалення елементів (erosion)

Damage initiation визначає початок деградації, а пошкодження (damage) evolution — її подальший розвиток. У деяких явний (explicit)-моделях після досягнення критичного стану елемент може видалятися чисельно. Element видалення елементів (erosion) допомагає продовжити розрахунок при сильному руйнуванні, але одночасно видаляє масу, stiffness та пов’язану енергію.

Constitutive models

У high-rate FE використовують різні залежний від швидкості деформації (rate-dependent) plasticity/пошкодження (damage) formulations; одним із відомих класів є Johnson–Cook-подібні моделі. Вибір і параметри повинні ґрунтуватися на експериментальних даних у релевантному діапазоні швидкість деформації (strain rate) і температур.

Validation

Перевіряйте не лише момент видалення елементів, а й force/time response, deformation pattern, dissipated energy, сітка (mesh) sensitivity та зміну маси. Без калібрування пошкодження (damage)/видалення елементів (erosion) може створити візуально переконливе, але кількісно ненадійне руйнування.