सामग्री डेटा¶

FrontISTR में, "सामग्री" एक नामित इकाई है जिसका उपयोग तत्वों को निर्दिष्ट सामग्री-गुण डेटा को एक समूह के रूप में प्रबंधित करने के लिए किया जाता है। विशेष रूप से, यह लोचदार नियतांक, घनत्व और तापीय चालकता जैसे गुण मानों तथा इलास्टोप्लास्टिसिटी, विस्कोइलास्टिसिटी, क्रीप और समान मॉडलों के संघटक-नियम पैरामीटरों को एक ही नाम के अंतर्गत समूहित करता है। तत्व समूहों को असाइनमेंट !SECTION द्वारा किया जाता है, जो तत्व प्रकार (सॉलिड, शेल, इंटरफ़ेस आदि) को सामग्री नाम से संबद्ध करता है। सामग्री की वास्तविक परिभाषा या तो मेष डेटा में !MATERIAL द्वारा या विश्लेषण नियंत्रण डेटा में !MATERIAL ब्लॉक द्वारा की जाती है।

सामग्री डेटा पर प्रतिबंध तीन कारकों से निर्धारित होते हैं: विश्लेषण प्रकार, तत्व प्रकार और इनपुट फ़ाइलों में सामग्री निर्दिष्ट करने की विधि। निम्न अनुभाग पहले उपलब्ध सामग्री मॉडलों, तत्व प्रकारों और विश्लेषण प्रकारों के बीच संबंध का सारांश (विशेषता अवलोकन) देते हैं, फिर सामग्री मॉडलों के चयन की व्याख्या (सामग्री मॉडल चुनना) करते हैं, और अंत में प्रत्येक मॉडल के विनिर्देश (रैखिक लोच और आगे के अनुभाग) बताते हैं। व्यक्तिगत कीवर्ड की सिंटैक्स और डिफ़ॉल्ट मानों के लिए कीवर्ड संदर्भ देखें।

विशेषता अवलोकन¶

सामग्री डेटा को व्यापक रूप से संरचनात्मक विश्लेषण में प्रयुक्त यांत्रिक सामग्री मॉडलों और ऊष्मा-चालन तथा तापीय-तनाव विश्लेषण में प्रयुक्त तापीय गुणों में विभाजित किया जा सकता है। संरचनात्मक विश्लेषण में अनुप्रयोग के अनुसार रैखिक लोच, हाइपरइलास्टिसिटी, इलास्टोप्लास्टिसिटी, विस्कोइलास्टिसिटी, क्रीप या उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री चुनें। प्रत्येक एक स्वतंत्र संघटक नियम है; इलास्टोप्लास्टिक, विस्कोइलास्टिक और क्रीप मॉडल लोचदार भाग के लिए उसी सामग्री की रैखिक लोच का उपयोग करते हैं (हाइपरइलास्टिसिटी अपना स्वयं का स्ट्रेन-एनर्जी फ़ंक्शन उपयोग करती है और इसलिए रैखिक-लोचदार कठोरता को संदर्भित नहीं करती)। ऊष्मा-चालन विश्लेषण में घनत्व, विशिष्ट ऊष्मा और तापीय चालकता तत्वों को निर्दिष्ट की जाती है।

श्रेणी	मुख्य अनुप्रयोग	मुख्य इनपुट कीवर्ड	मुख्य संदर्भ
रैखिक लोच	लघु-विरूपण रैखिक विश्लेषण, मोडल विश्लेषण, रैखिक गतिशील विश्लेषण, गैर-रेखीय सामग्रियों का लोचदार भाग	`!ELASTIC`, `!MATERIAL ITEM=1`	!ELASTIC, !MATERIAL (मेष डेटा)
हाइपरइलास्टिसिटी	रबर-जैसी सामग्रियों आदि की बड़े-विरूपण वाली लोचदार प्रतिक्रिया	`!HYPERELASTIC`	!HYPERELASTIC
इलास्टोप्लास्टिसिटी	यील्ड के बाद स्थायी विकृति, धातु प्लास्टिसिटी, भू-सामग्री	`!PLASTIC`	!PLASTIC
विस्कोइलास्टिसिटी	रिलैक्सेशन या रिटार्डेशन सहित समय-निर्भर प्रतिक्रिया	`!VISCOELASTIC`, `!TRS`	!VISCOELASTIC, !TRS
क्रीप	तनाव के अधीन समय के साथ बढ़ने वाला विरूपण	`!CREEP`	!CREEP
तापीय गुण	ऊष्मा-चालन विश्लेषण, तापीय-तनाव विश्लेषण	`!MATERIAL ITEM=1`–`3`, `!EXPANSION_COEFF`	!EXPANSION_COEFF
उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री	उपयोगकर्ता द्वारा कार्यान्वित संघटक नियम	`!USER_MATERIAL`, `!ELASTIC TYPE=USER`, `!HYPERELASTIC TYPE=USER`, `!PLASTIC YIELD=USER`	!USER_MATERIAL

संरचनात्मक विश्लेषण में, यदि एक ही नाम की सामग्री मेष डेटा और विश्लेषण नियंत्रण डेटा दोनों में परिभाषित है, तो विश्लेषण-नियंत्रण-डेटा की परिभाषा को प्राथमिकता मिलती है। फिर भी मेष डेटा में उसी सामग्री की परिभाषा आवश्यक रहती है; जब विश्लेषण नियंत्रण डेटा में उसी नाम की सामग्री परिभाषित हो, तो मेष-डेटा पक्ष के मान संदर्भित नहीं होते और इसलिए डमी मान हो सकते हैं। इसके विपरीत, ऊष्मा-चालन विश्लेषण में विश्लेषण नियंत्रण डेटा में सामग्री निर्दिष्ट करना समर्थित नहीं है और मेष डेटा में निर्दिष्ट मान यथावत उपयोग किए जाते हैं।

विश्लेषण प्रकार के अनुसार समर्थन का सारांश इस प्रकार है। रैखिक स्थैतिक विश्लेषण, मोडल विश्लेषण और रैखिक गतिशील विश्लेषण रैखिक लोच का उपयोग करते हैं। त्रि-आयामी सतत सॉलिड तत्वों का उपयोग करने वाले गैर-रेखीय स्थैतिक और गैर-रेखीय गतिशील विश्लेषण, रैखिक-लोचदार आधार पर हाइपरइलास्टिसिटी, इलास्टोप्लास्टिसिटी, विस्कोइलास्टिसिटी, क्रीप और उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्रियों का उपयोग कर सकते हैं। ऊष्मा-चालन विश्लेषण संरचनात्मक सामग्री मॉडलों के बजाय घनत्व, विशिष्ट ऊष्मा और तापीय चालकता का उपयोग करता है। विश्लेषण प्रकारों के अवलोकन के लिए विश्लेषण प्रकार देखें।

तत्व प्रकार के अनुसार भी प्रतिबंध हैं। त्रि-आयामी सतत सॉलिड तत्व संरचनात्मक विश्लेषण के लिए गैर-रेखीय सामग्री मॉडल उपयोग कर सकते हैं। प्लेन-स्ट्रेस, प्लेन-स्ट्रेन और अक्षसममित तत्व मुख्यतः रैखिक लोच का उपयोग करते हैं; ये द्वि-आयामी तत्व परिवार इलास्टोप्लास्टिसिटी, हाइपरइलास्टिसिटी, विस्कोइलास्टिसिटी या क्रीप का समर्थन नहीं करते। शेल तत्व रैखिक लोच का समर्थन करते हैं और इन्हें एकल-परत या लैमिनेटेड, समदैशिक या विषमदैशिक के रूप में निर्दिष्ट किया जा सकता है। शेल तत्व इलास्टोप्लास्टिसिटी, हाइपरइलास्टिसिटी, विस्कोइलास्टिसिटी या क्रीप का समर्थन नहीं करते। इंटरफ़ेस तत्व ऊष्मा-चालन विश्लेषण में गैप ऊष्मा स्थानांतरण और विकिरण को मॉडल करने के लिए उपयोग किए जाते हैं; गैप पैरामीटर सामग्री डेटा के रूप में नहीं बल्कि !SECTION की डेटा लाइन पर निर्दिष्ट होते हैं। तत्व समूहों के साथ संबद्धता और लैमिनेट इनपुट के उदाहरणों के लिए तत्व लाइब्रेरी भी देखें।

निम्न तालिका तत्व प्रकार के अनुसार सामग्री मॉडलों की उपलब्धता का सारांश देती है।

तत्व प्रकार	रैखिक लोच (समदैशिक)	रैखिक लोच (ऑर्थोट्रॉपिक/लैमिनेटेड)	हाइपरइलास्टिसिटी	इलास्टोप्लास्टिसिटी	विस्कोइलास्टिसिटी	क्रीप	तापीय गुण
3D सॉलिड	○	○	○	○	○	○	○
प्लेन स्ट्रेस / प्लेन स्ट्रेन / अक्षसममित	○	—	—	—	—	—	○
शेल (एकल-परत/लैमिनेटेड)	○	○	—	—	—	—	—
बीम / ट्रस	○	—	—	—	—	—	—
इंटरफ़ेस	—	—	—	—	—	—	○

(चिह्न: ○ उपलब्ध / — समर्थित नहीं)। इंटरफ़ेस तत्वों के लिए गैप ऊष्मा स्थानांतरण और विकिरण के तापीय गुण !SECTION से निर्दिष्ट किए जाते हैं।

सामग्रियों को परिभाषित करने के दो मार्ग हैं। मेष डेटा में !SECTION किसी तत्व समूह को सामग्री नाम से संबद्ध करता है, जबकि !MATERIAL और !ITEM सामग्री गुण परिभाषित करते हैं। विश्लेषण नियंत्रण डेटा में सामग्री मॉडल !PLASTIC ब्लॉक के भीतर !MATERIAL, !ELASTIC, !HYPERELASTIC और समान कीवर्ड रखकर परिभाषित किए जाते हैं। यदि विश्लेषण नियंत्रण डेटा में !MATERIAL परिभाषित है, तो उसी नाम वाली मेष-डेटा सामग्री परिभाषा के स्थान पर वही उपयोग होती है। मेष-डेटा पक्ष पर !SECTION और !MATERIAL के विवरण के लिए !SECTION (मेष डेटा) और !MATERIAL (मेष डेटा) देखें। विश्लेषण-नियंत्रण-डेटा पक्ष के सामग्री ब्लॉक के लिए !MATERIAL (विश्लेषण नियंत्रण डेटा) देखें।

सामग्री मॉडल चुनना¶

सामग्री मॉडल चुनते समय पहले यह निर्धारित करें कि रैखिक लोच पर्याप्त है या नहीं। जब विरूपण छोटा हो, तनाव यील्ड बिंदु से अधिक न हो और समय-निर्भर रिलैक्सेशन या क्रीप पर विचार आवश्यक न हो, तब रैखिक लोच उपयोग करें। बड़े-विरूपण वाली लोचदार प्रतिक्रिया के लिए हाइपरइलास्टिसिटी, यील्ड के बाद प्लास्टिक विकृति के लिए इलास्टोप्लास्टिसिटी, रिलैक्सेशन समय वाली सामग्रियों के लिए विस्कोइलास्टिसिटी और दीर्घकालीन भार धारण के दौरान बढ़ने वाले विरूपण के लिए क्रीप चुनें।

समस्या की विशेषताएँ	संभावित सामग्री मॉडल	दिशानिर्देश
रैखिक तनाव-विकृति संबंध के साथ छोटा विरूपण	रैखिक लोच	जब Young का मापांक और Poisson अनुपात पर्याप्त हों
बड़े विरूपण के बाद भी भार हटाने पर मूल आकार में लौटता है	हाइपरइलास्टिसिटी	रबर-जैसी सामग्री या वे मामले जिनमें गैर-रेखीय लोचदार पोटेंशियल आवश्यक हो
यील्ड बिंदु पार करने के बाद स्थायी विकृति रहती है	इलास्टोप्लास्टिसिटी	जब यील्ड फ़ंक्शन और हार्डनिंग नियम चुनना आवश्यक हो
भार धारण के दौरान तनाव रिलैक्सेशन या विलंबित प्रतिक्रिया होती है	विस्कोइलास्टिसिटी	जब व्यवहार को रिलैक्सेशन गुणांकों और रिलैक्सेशन समय से निरूपित किया जा सके
दीर्घकालीन भार के अंतर्गत विकृति संचित होती है	क्रीप	जब Norton नियम पर्याप्त सन्निकटन देता हो
अंतर्निर्मित मॉडलों से निरूपित नहीं किया जा सकता	उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री	जब संघटक नियम को बाहरी सबरूटीन में कार्यान्वित किया जाता है

जब तापमान निर्भरता आवश्यक हो, तो प्रत्येक सामग्री मॉडल का समर्थन जाँचें। रैखिक लोच, क्रीप और तापीय प्रसार गुणांक तापमान-निर्भर तालिकाओं का समर्थन करते हैं। विस्कोइलास्टिसिटी, Prony गुणांकों के स्वयं तापमान इंटरपोलेशन के बजाय !TRS के माध्यम से तापमान शिफ्टिंग का उपयोग करती है। इलास्टोप्लास्टिसिटी में, Mises यील्डिंग के साथ मल्टीलाइनर हार्डनिंग उपयोग करने पर तापमान-निर्भर तालिकाएँ उपलब्ध हैं। Mohr-Coulomb और Drucker-Prager तापमान निर्भरता का समर्थन नहीं करते।

जब विषमदैशिकता या लैमिनेट आवश्यक हों, तो तत्व प्रकार पर भी विचार करें। सॉलिड तत्व ऑर्थोट्रॉपिक रैखिक लोच का समर्थन करते हैं। रैखिक लोच के दायरे में शेल तत्व समदैशिक एकल-परत, विषमदैशिक एकल-परत, समदैशिक लैमिनेटेड और विषमदैशिक लैमिनेटेड सामग्रियों का समर्थन करते हैं। गैर-रेखीय सामग्री मॉडल शेल तत्वों के साथ उपयोग नहीं किए जा सकते।

लगभग असंपीड्य सामग्रियों के लिए Poisson अनुपात 0.5 पर सेट न करें। FrontISTR पूर्णतः असंपीड्य सामग्री के विनिर्देशन का समर्थन नहीं करता। बड़े-विरूपण समस्याओं में जहाँ असंपीड्यता का प्रभाव प्रबल हो, तत्व फॉर्मुलेशन का चयन भी महत्वपूर्ण है; तत्व लाइब्रेरी में फॉर्मुलेशन विकल्प भी जाँचें।

रैखिक लोच¶

FrontISTR संरचनात्मक विश्लेषण में रैखिक लोच सबसे मूलभूत सामग्री मॉडल है। रैखिक स्थैतिक विश्लेषण, मोडल विश्लेषण और रैखिक गतिशील विश्लेषण रैखिक लोच का उपयोग करते हैं। इलास्टोप्लास्टिसिटी, विस्कोइलास्टिसिटी या क्रीप उपयोग करने पर, लोचदार भाग के लिए उसी सामग्री में रैखिक लोच भी परिभाषित की जाती है। → विवरण के लिए !ELASTIC देखें।

समदैशिक रैखिक लोच के लिए Young का मापांक और Poisson अनुपात निर्दिष्ट करें। तापमान निर्भरता आवश्यक होने पर Young के मापांक और Poisson अनुपात को तापमान के फलन के रूप में सारणीबद्ध किया जा सकता है। ऑर्थोट्रॉपी के लिए कुल नौ स्वतंत्र नियतांक निर्दिष्ट करें: तीन दिशाओं में Young मापांक, तीन Poisson अनुपात और तीन shear मापांक। चूँकि ऑर्थोट्रॉपी के लिए सामग्री निर्देशांक तंत्र आवश्यक है, संबंधित !SECTION में स्थानीय निर्देशांक तंत्र निर्दिष्ट करें।

मेष डेटा में रैखिक लोच निर्दिष्ट करने के लिए !SECTION और !MATERIAL को संयोजित करें। निम्न उदाहरण में सामग्री ALL को सॉलिड तत्व समूह M1 को असाइन किया गया है; ITEM=1 Young का मापांक और Poisson अनुपात परिभाषित करता है, ITEM=2 द्रव्यमान घनत्व परिभाषित करता है और ITEM=3 रैखिक तापीय प्रसार गुणांक परिभाषित करता है।

!SECTION, TYPE=SOLID, EGRP=ALL, MATERIAL=M1

!MATERIAL, NAME=M1, ITEM=3
!ITEM=1, SUBITEM=2
  4000., 0.3
!ITEM=2
  8.0102E-10
!ITEM=3
  1.0E-5

शेल तत्वों के लिए रैखिक लोच के भीतर एकल-परत और लैमिनेटेड दोनों परिभाषाएँ उपलब्ध हैं। एकल-परत समदैशिक सामग्री के लिए SUBITEM=4 और एकल-परत विषमदैशिक सामग्री के लिए SUBITEM=9 उपयोग करें। लैमिनेट के लिए सभी परतों के सामग्री नियतांक और परत भार एक ही !ITEM में रखें। परत भार उनके कुल से सामान्यीकृत किए जाते हैं और मोटाई के आर-पार एकीकरण भार के रूप में उपयोग होते हैं। पूरे शेल की भौतिक मोटाई !SECTION, TYPE=SHELL में मोटाई द्वारा निर्दिष्ट की जाती है।

निम्न उदाहरण समदैशिक सामग्री वाले एकल-परत शेल का है।

!MATERIAL, NAME=M1, ITEM=1
!ITEM=1, SUBITEM=4
0, 200000, 0.3, 2.0

निम्न उदाहरण समदैशिक सामग्रियों वाले दो-परत लैमिनेटेड शेल का है।

!MATERIAL, NAME=M1, ITEM=1
!ITEM=1, SUBITEM=7
0, 200000, 0.3, 2.0, 200000, 0.3, 2.0

निम्न उदाहरण विषमदैशिक सामग्री वाले एकल-परत शेल का है। विषमदैशिकता कोण डिग्री में निर्दिष्ट किया जाता है।

!MATERIAL, NAME=M1, ITEM=1
!ITEM=1, SUBITEM=9
1, 28600., 0.15, 32.3, 28600., 12434., 12434., 12434., 0.0

निम्न उदाहरण विषमदैशिक सामग्रियों वाले दो-परत लैमिनेटेड शेल का है।

!MATERIAL, NAME=M1, ITEM=1
!ITEM=1, SUBITEM=17
1, 28600., 0.15, 32.3, 28600., 12434., 12434., 12434., 0.0,
   28600., 0.15, 32.3, 28600., 12434., 12434., 12434., 0.0

हाइपरइलास्टिसिटी¶

हाइपरइलास्टिसिटी एक गैर-रेखीय लोचदार सामग्री मॉडल है जिसमें तनाव को स्ट्रेन-एनर्जी फ़ंक्शन से परिभाषित किया जाता है। इसका उपयोग रबर-जैसी सामग्रियों के लिए किया जाता है जो बड़े विरूपण के बाद भी भार हटाने पर अपने मूल आकार में लौट आती हैं। इनपुट में !HYPERELASTIC ब्लॉक के भीतर !MATERIAL निर्दिष्ट करें। → विवरण के लिए !HYPERELASTIC देखें।

FrontISTR निम्न हाइपरइलास्टिक मॉडलों का समर्थन करता है। OGDEN मॉडल समर्थित नहीं है।

मॉडल	इनपुट प्रकार	मुख्य गुणांक	विशेषताएँ
Neo-Hookean	`NEOHOOKE`	\(C_{10}\), \(D\)	Mooney-Rivlin में \(C_{01}=0\) के अनुरूप सरल समदैशिक हाइपरइलास्टिक मॉडल
Mooney-Rivlin	`MOONEY-RIVLIN`	\(C_{10}\), \(C_{01}\), \(D\)	दो reduced invariants का उपयोग करने वाला समदैशिक हाइपरइलास्टिक मॉडल
Arruda-Boyce	`ARRUDA-BOYCE`	\(\mu\), \(\lambda_m\), \(D\)	आणविक-श्रृंखला नेटवर्क पर आधारित रबर-जैसा सामग्री मॉडल
Anisotropic Mooney-Rivlin	`MOONEY-RIVLIN-ANISO`	इनपुट से दस गुणांक पढ़े जाते हैं, लेकिन वर्तमान संघटक नियम पहले पाँच का उपयोग करता है	फाइबर दिशा जैसी विषमदैशिक हाइपरइलास्टिक प्रतिक्रिया को निरूपित करने वाला मॉडल
उपयोगकर्ता-परिभाषित हाइपरइलास्टिसिटी	`USER`	उपयोगकर्ता नियतांक	ऐसा मॉडल जिसमें हाइपरइलास्टिक संघटक नियम बाहरी सबरूटीन में कार्यान्वित किया जाता है

हाइपरइलास्टिसिटी संपीड्यता को निरूपित करने के लिए आयतन परिवर्तन से संबद्ध गुणांक \(D\) का उपयोग करती है। पूर्णतः असंपीड्य सामग्री समर्थित नहीं है, इसलिए Poisson अनुपात \(\nu=0.5\) के अनुरूप विनिर्देशन का उपयोग न करें। लगभग असंपीड्य सामग्रियों के लिए केवल हाइपरइलास्टिक-मॉडल गुणांक ही नहीं बल्कि उपयोग किए जाने वाले तत्व फॉर्मुलेशन का चयन भी आवश्यक है।

हाइपरइलास्टिसिटी को डिफ़ॉल्ट रूप से Total Lagrange फ्रेमवर्क में संभाला जाता है। स्ट्रेन-एनर्जी फ़ंक्शन, तनाव और टैन्जेंट कठोरता की परिभाषाओं के लिए हाइपरइलास्टिसिटी (सिद्धांत) देखें।

इलास्टोप्लास्टिसिटी¶

इलास्टोप्लास्टिसिटी यील्ड फ़ंक्शन का उपयोग करके लोचदार और प्लास्टिक क्षेत्रों को अलग करती है और यील्ड के बाद की प्रतिक्रिया को हार्डनिंग नियम से निरूपित करती है। इनपुट में एक ही !PLASTIC ब्लॉक में !MATERIAL और !ELASTIC को संयोजित करें। → विवरण के लिए !PLASTIC देखें।

FrontISTR में इलास्टोप्लास्टिक मॉडल को यील्ड फ़ंक्शन और हार्डनिंग नियम के संयोजन से निर्दिष्ट किया जाता है। समर्थित दायरा इस प्रकार है।

यील्ड फ़ंक्शन	इनपुट प्रकार	समर्थित हार्डनिंग नियम	मुख्य अनुप्रयोग
Mises	`MISES`	`BILINEAR`, `MULTILINEAR`, `SWIFT`, `RAMBERG-OSGOOD`, `KINEMATIC`, `COMBINED`	धातुओं जैसी समदैशिक यील्डिंग
Mohr-Coulomb	`MOHR-COULOMB`	`BILINEAR`, `MULTILINEAR`	घर्षण कोण और cohesion से निरूपित मृदा एवं शैल सामग्री
Drucker-Prager	`DRUCKER-PRAGER`	`BILINEAR`, `MULTILINEAR`	दाब-निर्भर यील्डिंग जो Mohr-Coulomb का सुचारु सन्निकटन करती है
उपयोगकर्ता-परिभाषित यील्ड	`USER`	उपयोगकर्ता-परिभाषित	बाहरी सबरूटीन में टैन्जेंट कठोरता और return mapping लागू करते समय

Mises यील्डिंग के साथ मल्टीलाइनर हार्डनिंग तापमान-निर्भर तालिकाओं का समर्थन करती है। Mises यील्डिंग के साथ बिलीनियर हार्डनिंग, Swift हार्डनिंग, Ramberg-Osgood हार्डनिंग, काइनेमेटिक हार्डनिंग और संयुक्त हार्डनिंग को स्थिर व्यंजकों के रूप में मूल्यांकित किया जाता है। Mohr-Coulomb और Drucker-Prager तापमान निर्भरता का समर्थन नहीं करते। मल्टीलाइनर हार्डनिंग उपयोग करते समय इनपुट ऐसा होना चाहिए कि प्लास्टिक विकृति गैर-ऋणात्मक हो और पहली प्लास्टिक विकृति 0 हो।

शेल, प्लेन-स्ट्रेस, प्लेन-स्ट्रेन और अक्षसममित तत्व इलास्टोप्लास्टिसिटी का समर्थन नहीं करते। इलास्टोप्लास्टिक सामग्रियों के लिए त्रि-आयामी सतत सॉलिड तत्वों का उपयोग करें।

इलास्टोप्लास्टिसिटी को डिफ़ॉल्ट रूप से Updated Lagrange फ्रेमवर्क में संभाला जाता है। यदि !PLASTIC को INFINITESIMAL के लिए निर्दिष्ट किया गया है, तो इसे लघु-विरूपण संघटक नियम के रूप में माना जाता है। तनाव अद्यतन return mapping पर आधारित integration का उपयोग करता है; एल्गोरिथ्मिक विवरण के लिए इलास्टोप्लास्टिसिटी (सिद्धांत) देखें।

विस्कोइलास्टिसिटी¶

विस्कोइलास्टिसिटी एक सामग्री मॉडल है जो लोचदार प्रतिक्रिया में समय-निर्भर रिलैक्सेशन जोड़ता है। FrontISTR generalized Maxwell मॉडल को Prony series के रूप में लेता है। एक ही !VISCOELASTIC ब्लॉक में !MATERIAL और !ELASTIC परिभाषित करें। → विवरण के लिए !VISCOELASTIC देखें।

Prony series के लिए कई पंक्तियों में रिलैक्सेशन गुणांकों और रिलैक्सेशन समयों के युग्म निर्दिष्ट करें। 0 का रिलैक्सेशन समय निर्दिष्ट नहीं किया जा सकता। तापमान निर्भरता को ध्यान में रखने के लिए !VISCOELASTIC के बाद !TRS रखें और तापमान shift factor निर्दिष्ट करें। → विवरण के लिए !TRS देखें।

तापमान shifting WLF और Arrhenius रूपों का समर्थन करती है, जिनमें दोनों shift factor \(A\) को विश्लेषण तापमान \(\theta\) और संदर्भ तापमान \(\theta_0\) के फलन के रूप में परिभाषित करते हैं। दोनों मामलों में इनपुट दो सामग्री नियतांक (C1, C2) और एक संदर्भ तापमान देता है, लेकिन उनका अर्थ चुने गए shift मॉडल पर निर्भर करता है (WLF रूप में Williams-Landel-Ferry समीकरण के दो गुणांक और Arrhenius रूप में activation-energy से संबंधित दो गुणांक)। विशिष्ट फलन रूपों और shift factor की व्युत्पत्ति के लिए सिद्धांत मैनुअल विस्कोइलास्टिसिटी देखें।

क्रीप¶

क्रीप स्थिर भार या स्थिर तनाव के अधीन समय के साथ बढ़ने वाले विरूपण का सामग्री मॉडल है। FrontISTR !CREEP Norton नियम का समर्थन करता है। एक ही !CREEP ब्लॉक में !MATERIAL और !ELASTIC परिभाषित करें। → विवरण के लिए !CREEP देखें।

Norton नियम में क्रीप विकृति दर को समतुल्य तनाव, समय और सामग्री नियतांक \(A\), \(n\) और \(m\) के power-law व्यंजक द्वारा निरूपित किया जाता है (विशिष्ट फलन रूप के लिए सिद्धांत मैनुअल क्रीप देखें)। सामग्री नियतांक तापमान-निर्भर तालिकाओं का समर्थन करते हैं, इसलिए प्रत्येक तापमान के लिए मान निर्दिष्ट किए जा सकते हैं।

TYPE=USER के लिए !CREEP समर्थित नहीं है। क्रीप सम्मिलित करने वाला कस्टम संघटक नियम लागू करते समय उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री का उपयोग करें।

ऊष्मा-चालन विश्लेषण के लिए सामग्री गुण¶

ऊष्मा-चालन विश्लेषण संरचनात्मक विश्लेषण में प्रयुक्त लोचदार और प्लास्टिक सामग्रियों के बजाय घनत्व, विशिष्ट ऊष्मा और तापीय चालकता परिभाषित करता है। लिंक, प्लेन, सॉलिड और शेल तत्वों के लिए मेष-डेटा 3 में !MATERIAL–ITEM=1 का उपयोग करें। तापीय गुण तापमान-निर्भर तालिकाओं के रूप में दिए जा सकते हैं।

निम्न उदाहरण में सामग्री M1 के लिए घनत्व, विशिष्ट ऊष्मा और तापीय चालकता तापमान-निर्भर डेटा के रूप में परिभाषित हैं। SECTION द्वारा सामग्री ALL को सॉलिड तत्व समूह M1 असाइन करने के बाद, ITEM=1 का !MATERIAL घनत्व, ITEM=2 विशिष्ट ऊष्मा और ITEM=3 तापीय चालकता देता है, प्रत्येक तापमान के साथ युग्मित।

!SECTION, TYPE=SOLID, EGRP=ALL, MATERIAL=M1

!MATERIAL, NAME=M1, ITEM=3
!ITEM=1, SUBITEM=1
7850., 300.
7790., 500.
7700., 800.
!ITEM=2
0.465, 300.
0.528, 500.
0.622, 800.
!ITEM=3
43., 300.
38.6, 500.
27.7, 800.

इंटरफ़ेस तत्वों के लिए सामग्री डेटा उपयोग नहीं होता; !SECTION, TYPE=INTERFACE की डेटा पंक्ति gap width, gap heat-transfer coefficient और radiation coefficients निर्दिष्ट करती है।

!SECTION, TYPE=INTERFACE, EGRP=GAP
1.0, 20.15, 8.99835E-9, 8.99835E-9

शेल-तत्व ऊष्मा-चालन विश्लेषण के लिए तापीय गुण सॉलिड तत्वों की तरह सामग्री !MATERIAL से निर्दिष्ट किए जाते हैं। शेल मोटाई और मोटाई-दिशा में integration points की संख्या !SECTION पक्ष पर निर्दिष्ट की जाती है।

तापीय-तनाव विश्लेषण तापमान क्षेत्र से तापीय विकृति की गणना के लिए रैखिक तापीय प्रसार गुणांक परिभाषित करता है। समदैशिक और ऑर्थोट्रॉपिक तापीय-प्रसार गुणांक तापमान निर्भरता सहित समर्थित हैं। → विवरण के लिए !EXPANSION_COEFF देखें। संरचनात्मक या गतिशील विश्लेषण में उपयोग होने वाले द्रव्यमान घनत्व को विश्लेषण-नियंत्रण-डेटा पक्ष पर निर्दिष्ट करने के लिए !DENSITY देखें। ऊष्मा-चालन विश्लेषण का घनत्व यहाँ दिखाए अनुसार मेष-डेटा !MATERIAL ITEM=1 से निर्दिष्ट किया जाता है।

उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्रियाँ¶

उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्रियाँ ऐसे संघटक नियमों को बाहरी सबरूटीन में कार्यान्वित करने के लिए प्रवेश बिंदु प्रदान करती हैं जिन्हें FrontISTR के अंतर्निर्मित सामग्री मॉडलों से निरूपित नहीं किया जा सकता। इनपुट में !USER_MATERIAL अवस्था चरों और उपयोगकर्ता नियतांकों की संख्या निर्दिष्ट करता है। → विवरण के लिए !USER_MATERIAL देखें।

!USER_MATERIAL को डिफ़ॉल्ट रूप से Updated-Lagrange प्रकार के संघटक नियम के रूप में माना जाता है और KIRCHHOFF निर्दिष्ट होने पर Total-Lagrange प्रकार के रूप में। अवस्था चरों की संख्या NSTATUS द्वारा निर्दिष्ट की जाती है। डेटा पंक्तियों पर अधिकतम 100 उपयोगकर्ता नियतांक पास किए जा सकते हैं। इन नियतांकों और अवस्था चरों का उपयोग उपयोगकर्ता सबरूटीन में संघटक नियम के आंतरिक चरों के रूप में किया जाता है।

!USER_MATERIAL के साथ संघटक नियम को uMatlMatrix और uUpdate में स्वयं लागू करें। uMatlMatrix सामग्री टैन्जेंट कठोरता लौटाता है और uUpdate तनाव तथा अवस्था चर अद्यतन करता है। लघु विरूपण में उपयोगकर्ता लोच के लिए !ELASTIC, TYPE=USER उपयोग करें; उपयोगकर्ता हाइपरइलास्टिक मॉडल के लिए !HYPERELASTIC, TYPE=USER उपयोग करें और लोचदार प्रतिक्रिया को uElasticMatrix तथा uElasticUpdate में लागू करें। उपयोगकर्ता-परिभाषित यील्ड फ़ंक्शन के लिए !PLASTIC, YIELD=USER उपयोग करें और इलास्टोप्लास्टिक टैन्जेंट कठोरता तथा return mapping लागू करें।