损伤失效

（1）在Abaqus中定义塑性

利用Abaqus进行有限元模拟的过程中，我们有时候需要考虑材料的非线性，当定义材料塑性应力应变关系时，我们必须采用真实应力和真实应变[1]。

应力应变曲线

实验数据通常是工程应力和工程应变，因此，我们通常需要把工程应力（曲线A）转换成真实应力（曲线B）进行有限元模拟。注：一般应力状态和简单应力状态做出的曲线，也叫做变形抗力曲线或加工硬化曲线，也可以叫做真应力曲线。采用等效应变和等效应力的意义在于，等效应力将6个应力分量对变形的作用等效于一个单向拉伸力的作用，等效应变将6个应变分量，等效于一个单向拉伸力所产生的应变。

（2）韧性断裂参数选取

材料损伤演化包括损伤起止判断和材料失效判断。近年来，钛合金、铝合金等轻质合金广泛应用于航空、航天、军工以及民用领域，在Ti-6Al-4V金属切削过程，采用Johnson-Cook(JC)剪切失效准则作为判断依据。（Johnson-Cook失效模型和Johnson-Cook模型的区别：Johnson-Cook模型描述应变、应变率和温度对流动应力的综合影响，现已经被ABAQUS、LS-DYNA和MSC/DYTRAN等商业有限元采用；Johnson-Cook失效模型在进行冲击问题的数值模拟过程中具有广泛的应用，该失效模型不仅考虑应力三轴度、温度和应变率对材料的影响，还考虑了变形路径的影响）。

1、材料损伤起止判据

其中，等效塑性应变，失效初始应变

表1 Ti-6Al-4V的Johnson-Cook剪切失效参数

2、材料失效判断

达到塑性应变失效后，材料单元的失效会继续演化。采用能量密度法作为完全失效的准则（材料断裂失效能是材料整个失效演化阶段应力应变的积分）。

[1]庄茁等. 基于ABAQUS的有限元分析和应用[M]. 清华大学出版社, 2009.