在機械制造工程領域，隨著計算機技術的發(fā)展，利用計算機對金剛石切割片切削加工進行有限元模擬得到了廣泛應用，通過有限元模擬可以減少實驗次數，節(jié)省不必要的浪費，為結構幾何參數和機械工程加工工藝優(yōu)化提供理論依據。

  在LS-DYNA有限元模擬中，選擇合適的材料模型本構決定了模擬結果的正確性。只有了解損傷變量ω和應變ε之間的關系，才能正確建立石材損傷本構關系，在定義損傷變量ω 時， 采用損傷面積的百分比來定義， 損傷變量和應力、變沒有直接關系。 所以在建立石材材料本構模型關系時，必須先建立位 ω、σ、ε三者之間的關系，這個關系可以用應變等效性假設和應力等效性假設來定義。

  (1)應變等效假設

  通過有效應力σ~來體現(xiàn)金剛石切割片切割時受損材料的變形行為，損傷材料的本構關系可采用無損傷狀態(tài)的形式，只需用有效應力σ~替換其中的應力σ。

  (2)應力等效假設

  與應變等效性假設相類似，同樣可以提出應力等效性假設，對于受損彈塑材料，是在真實應變 ε作用下受損狀態(tài)的應力等于有效應變ε~作用下虛擬的無損狀態(tài)的應力。

  此試驗采用屈服強度準則中的應力失效準則 (Dmcker-Prager 準則)。在 ANSYSLS-DYNA 中選擇*MAT-DRUCKER PRAGER模型本構。 這種模型本構主要用于顆粒狀材料，如土壤、石材、混凝土，混凝土模型用于表示脆性材料的特性，包括石材和某些陶瓷材料，介紹了斷裂和壓碎選項，用于定義的參數是屈面的巖土參數 (即角摩擦，黏度系數)。修正 Drucker-Prager 屈服面模型可使材表面發(fā)生形狀扭曲，與現(xiàn)實的石材本構屬性相接近。

  金剛石切割片在切割石材時， 由于石材為脆性材料， 易發(fā)生斷裂。 而 LS-DYNA97中的*MAT-DRUCKER-PRAGER 模型本構自身不支持斷裂和侵蝕。為了能夠模擬出石材的斷裂情況， 需要定義一個失效準則，增加*MAT-ADD-EROSION關鍵字，可以將斷裂、 破碎加入模型中。

  它表示當石材達到某一準則后， 將失效單元或個積分點的質量、 剛度和應力、 應變都設置為零 (或者非常接近于零)。這樣使單元在整個計算中不再發(fā)揮作用，使得石材的切屑部分從石材結構中退出工作，不再影響整個結構的受力， 石材發(fā)生破壞失效，從而使部分切屑從石材本體上分離開來， 形成切削。