1. 什么是材料卡片？

材料卡片，是将真实材料的力学行为通过实验测试、数据处理和参数标定，转化为有限元求解器能够识别和调用的一组材料模型参数。它既可以描述材料的弹性、塑性，也可以进一步描述应变率效应、温度效应、各向异性、损伤与断裂、泡沫压溃、结构胶失效及复合材料多模式损伤等行为。

因此，材料卡片本质上是连接“材料实验性能”与“CAE有限元仿真”的桥梁。

2. 材料模型、材料卡片和K文件是什么关系？

例如：MAT187是一种材料模型；某牌号PA66-GF经过实验标定后形成的是该材料对应的MAT187材料卡片；只有将材料定义与节点、单元、PART、SECTION、接触、载荷、边界条件及控制参数等共同写入，才构成完整的有限元输入文件。

材料卡片不存在适用于所有材料和所有工况的固定测试套餐。具体测试矩阵应根据“材料类型 + 仿真工况 + 材料模型 + 应变率范围 + 温度范围 + 是否考虑失效”综合确定。

1. 高分子材料常见材料卡片测试项目

2. 纤维增强复合材料常见测试项目

复合材料与普通塑料不同，材料卡片还需考虑材料方向、铺层结构、纤维与基体损伤以及各向异性等特征。

不同材料的真实力学行为差异较大，不宜使用单一模型覆盖所有材料。国高材分析测试中心可根据材料体系、应用场景和目标求解器的材料模型需求，开展多类型材料参数测试与模型标定。

1. MAT24——工程碰撞常用弹塑性模型

MAT24（*MAT_PIECEWISE_LINEAR_PLASTICITY）可通过分段应力-塑性应变曲线描述材料弹塑性行为，并可进一步考虑应变率效应。适合部分工程塑料及以工程碰撞响应、结构强度和快速材料建模为主要目标的场景。

· 密度

· 弹性模量

· 泊松比

· 不同应变率应力-应变曲线

· 必要的失效参数

2. MAT187——高分子精细本构模型

MAT187（*MAT_SAMP-1）更适合描述高分子材料复杂的非线性行为，可考虑拉伸/压缩不对称、压力相关屈服、多应力状态、塑性体积变化、应变率效应以及损伤与失效。典型适用于PP、PC、ABS、PC/ABS、PA及玻纤增强工程塑料等。

· 单轴拉伸

· 单轴压缩

· 剪切

· 多应变率测试

· DIC测量

· 多应力状态失效试验

· 必要时的温度相关试验

3. MAT169——结构胶与胶黏连接材料

MAT169（*MAT_ARUP_ADHESIVE）是面向胶黏连接行为的材料模型之一，可用于描述结构胶层在拉伸、剪切及混合加载下的损伤与失效。典型适用于汽车结构胶、电池包胶黏连接、多材料连接界面等。

· 弹性模量

· 泊松比

· 拉伸强度

· 剪切强度

· 拉伸断裂能

· 剪切断裂能

· 必要时的应变率相关数据

4. MAT83——泡沫材料模型

MAT83（*MAT_FU_CHANG_FOAM）主要用于描述泡沫材料在压缩及卸载过程中明显的非线性与压溃特征，典型适用于EPP、EPS、PU泡沫、汽车座椅泡沫、吸能缓冲及包装防护材料。

· 密度

· 压缩应力-应变曲线

· 不同应变率下的压溃行为

· 卸载与回弹特征

5. MAT55——纤维增强复合材料损伤模型

LS-DYNA官方将MAT54与MAT55归入 *MAT_ENHANCED_COMPOSITE_DAMAGE（增强型复合材料损伤）模型。国高材分析测试中心可根据材料体系、铺层方式及仿真目标，针对MAT55等复合材料模型需求开展材料参数测试与标定。

· 不同方向弹性模量

· 泊松比

· 剪切模量

· 拉伸强度

· 压缩强度

· 剪切强度

· 不同失效模式参数

6. GISSMO——碰撞失效与损伤模型

对于需要预测材料何时开裂、如何逐步失效的碰撞和冲击问题，可进一步建立GISSMO损伤与失效参数。通常需通过不同应力状态下的试验建立断裂应变与应力三轴度等参数之间的关系。

· 光滑拉伸

· 不同缺口拉伸

· 剪切

· 冲孔

· 必要的动态失效试验

材料卡片不是将实验曲线直接复制到软件中，而是“实验—数据—模型—验证”的完整过程。

模型选择并不是“越复杂越好”。应结合材料行为、工程问题、已有试验数据、计算精度和项目周期，选择与实际问题相匹配的材料模型及测试矩阵。

· 原始试验数据

· 不同应变率应力-应变曲线

· DIC全场应变数据

· 真应力-真应变及塑性数据

· 本构模型参数

· 损伤与失效参数

· 面向目标求解器材料模型需求的参数结果

· 客户指定格式的材料模型参数文件或数据

· 参数标定结果

· 仿真验证结果

· 材料卡片技术报告

需要特别区分：交付“材料卡片”并不等同于交付完整K文件。若项目仅涉及材料参数标定，交付内容通常为材料模型及对应参数；若项目进一步包含完整有限元模型搭建，则是否形成完整求解输入文件应以具体项目范围和合同约定为准。

材料卡片和K文件是一回事吗？

不是。材料卡片描述某一种材料的本构和失效参数，是完整有限元输入文件中的材料定义部分之一；K文件还可能包括网格、PART、SECTION、接触、载荷、边界条件及控制参数等。

材料厂家提供的拉伸数据能直接用于碰撞仿真吗？

通常不能直接等同于工程可用材料卡片。厂家数据多数来自准静态标准试验，而碰撞涉及高应变率、大变形、多轴应力状态和材料失效，通常还需要补充动态、多应力状态或失效试验，并经过数据处理与参数标定。

MAT24和MAT187怎么选？

MAT24适合相对简化的弹塑性与率相关建模；MAT187更适合描述拉压不对称、压力相关屈服及复杂高分子行为。具体应根据材料特征、仿真目标和项目精度要求选择。

结构胶可以建立材料卡片吗？

可以。结构胶与普通工程塑料的测试和模型不同，可根据胶层拉伸、剪切、断裂能及动态行为建立MAT169等胶黏连接模型所需参数。

泡沫材料可以做碰撞材料卡片吗？

可以。泡沫材料重点关注压缩压溃、吸能、应变率以及卸载回弹等行为，可根据实际需求采用MAT83等适合泡沫行为的材料模型。

复合材料可以建立材料卡片吗？

可以。复合材料需要考虑各向异性、纤维方向、铺层结构及不同损伤模式，可基于拉伸、压缩、剪切及冲击等试验数据开展MAT55（*MAT_ENHANCED_COMPOSITE_DAMAGE）及其他适用复合材料模型的参数标定。

高分子材料碰撞仿真为什么要做高应变率测试？

因为碰撞和冲击过程中材料的加载速度通常显著高于常规准静态拉伸试验。若材料具有明显应变率敏感性，直接使用准静态数据可能导致屈服、吸能、变形和失效预测出现偏差。

国高材分析测试中心可以提供完整K文件吗？

材料卡片和完整K文件属于不同交付层级。国高材分析测试中心可根据项目范围提供材料模型参数、材料卡片及相关标定数据；如涉及完整有限元模型文件，应根据具体项目任务和合同范围另行确定。

如果项目涉及汽车碰撞、新能源电池包结构安全、消费电子跌落、工程塑料冲击、泡沫吸能、结构胶连接或玻纤/碳纤复合材料冲击等场景，国高材分析测试中心可根据材料类型、应用工况、目标求解器及目标材料模型，设计相应测试矩阵，并提供从材料测试、数据处理、本构参数识别、材料卡片生成到仿真验证的技术服务。

服务范围包括但不限于MAT24、MAT187、MAT169、MAT83、MAT55及GISSMO等模型需求。

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