刘亚妮 王大平 李梁

摘要：研究表明在高速变形过程中，采用98号材料本构模型来模拟材料真实的应力应变曲线，仿真计算的变形结果与实际的变形的结果接近。而在静压的变形过程中，无论是24号材料本构模型还是98号材料本构模型，对变形结果几乎没有影响。

关键词：轨道交通车辆;吸能装置;材料本构模型;有限元分析;真实应力应变曲线

轨道交通产品使用钢材和铝合金材料较多，两者都属于弹塑性材料。Ls-Dyna中有多种材料模型可以描述弹塑性材料的应力应变曲线关系，通常使用的有24号材料MAT_piecewise_linear_plasticity、98号材料MAT_Johnson_Cook。

24号材料是应用最广泛的弹塑性材料模型，可提供双线性、8组有效应力应变点输入、有效的应变应变曲线3种方式来近似材料响应。98号材料Johnson-Cook本构模型能够较好地模拟金属延性材料在强动载荷作用下的物理力学特性，可以反应任何应变速率和应变量下材料的强化效果。[1]

本文以轨道交通车辆2种吸能装置为例，探讨了在Ls-Dyna中不同材料本构模型对有限元仿真结果的影响。

1 材料本构模型

材料本构模型又称材料的力学本构方程，用于描述应力张量和应变张量的关系，是结构和材料的宏观力学性能的综合反映。选择合适的材料本构模型是非常关键的一步，使用准确的材料参数才能获得准确的计算结果。

2 材料本构模型对机车车辆吸能元件仿真结果的影响

机车变形吸能元件可将车辆运行时产生的压缩力传递至底架，对机车车体起到过载保护的作用。……