LS-DYNA混凝土材料模型：*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE详解

最近研究了LS-DYNA中的混凝土材料模型，其中最常用的是*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE，也称HJC模型 ，HJC模型共21项材料参数，其中各项参数

密度ro(kg/m3)，剪切模量 G(GPa)，

强度参数：无量纲黏度常数 A, 无量纲压力强化系数 B， 应变速率系数C，无量纲压力硬化指数 N，SMAX, 准静态单轴抗压强度 fc(MPa)

最大拉伸静水压力 T(MPa)，准静态应变速率临界值 EPS0，破裂前的累积塑性应变 EFMIN，无量纲最大强度SFMAX，压碎（溃）压力Pc(MPa)，压碎体积应变Uc，压实点压力 Pl(GPa)，压实点体积应变 UL，

损伤参数D1，D2，EFMIN 压力参数 K1(GPa)，K2(GPa)，K3(GPa),

FS代表失效类型，FS<0： 如果损伤强度<0则失效，FS=0：如果P*+T*<=0则失效，FS>0：如果等效塑性应变>FS则失效

对于完全致密材料的压力可以表示为：P=K1*ubar+K2*(ubar).^2+K3*(ubar).^3 ubar为修正体积应变 ubar=(u-ulock)/(1+ulock) ulock是压实点体积应变

准静态单轴抗压强度fc(MPa)作为单位化的标准，决定了很多值，单位化等效应力sigma*=sigma/fc 单位化压力P*=P/fc 单位化最大拉伸静水压力 T*=T/fc

epf+upf=D1(P*+T*).^D2 可见P*=-T*时混凝土材料不能产生塑性应变

弹性体积模量Kelastic=Pcrush/ucrush 所以能解释Pc=16MPa，uc=0.001，则K=16GPa

相关的格式如下：

$*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE

$mid ro, g, A B C N fc

1 0.26E+04 4.8E+9 0.79 1.6 0.007 0.61 48E6

$ T epsilon EFMIN SMAX Pc uc Pl ul

4E6 1E-6 0.01 7.0 16E6 0.1 0.8E8 0.1

$ D1 D2 K1 K2 K3 fs

0.04 1.0 0.85E9 -1.71E9 2.08E9 0.38

经过查阅对比多方文献，上述的材料参数是合理的，材料量纲为m-kg-s

而在1993年最早介绍该本构模型的文献

《A computational constitutive model for concrete subjected to large strains, high strain rates, and high pressures》中给出的参数为

$mid ro, g, A B C N fc

1 0.244E+04 14.86E+9 0.79 1.6 0.007 0.61 48E6

$ T epsilon EFMIN SMAX Pc uc Pl ul

4E6 1E-6 0.01 7.0 16E6 0.001 0.8E8 0.1

$ D1 D2 K1 K2 K3 fs

0.04 1.0 85E9 -171E9 208E9 /