几乎不可压缩的材料

几乎不可压缩的材料具有几个数量级的体积与剪切模量比。 这些材料可能会呈现体积锁定特点,即:计算得出的位移可能比预期的要小几个数量级。 为了克服锁定,Simcenter STAR-CCM+ 采用双场法,其中位移和平均应力(或压力)都是独立变量。

通过此方法,可从修正的应变能势能衍生得出应力应变关系,它是位移场 u 和压力 p (Eqn. (4438)) 的函数:

1. EQUATION_DISPLAY
Ψ˜(u,p)=Ψ(u)+Q(u,p)
(4546)

其中,Ψ(u)Eqn. (4528) 中定义的应变能势能:

2. EQUATION_DISPLAY
Q(u,p)=12kb(p¯p)2p¯=kb(J1)
(4547)

其中,p¯ 为与位移场关联的内部压力,kb 为体积模量,J 为变形梯度的行列式 (Eqn. (4431))。

已修正的势能变体 (Eqn. (4546)) 将生成与 p¯p 相关的约束方程。 如果 p¯=p(即,约束完全满足),则 Ψ˜=Ψ

应力应变关系可以写为:

3. EQUATION_DISPLAY
S˜=Ψ˜C
(4548)

且:

4. EQUATION_DISPLAY
S˜=S(p¯p)JC1
(4549)

其中,S˜ 为已修正的第二皮奥拉-基尔霍夫应力,C1 为右柯西格林应变张量的倒数。