Перейти к содержанию

!MATERIAL

Определение физических свойств материала

Если физическое свойство зависит от температуры, его можно задавать таблицей для соответствующих значений температуры.

1-я строка

!MATERIAL, NAME=<name> [, optional parameter]
Параметр
NAME Название материала (обязательно)
ITEM Число физических свойств (необязательно; при пропуске принимается «1»)
INPUT Имя внешнего файла (необязательно)
Имя параметра Значение параметра Описание
NAME <name> Название материала
ITEM <ITEMnum> Число физических свойств, определяемых пользователем
INPUT <filename> Имя внешнего файла (необязательно); может использоваться совместно со 2-й и последующими строками

2-я и последующие строки

(2-я строка) !ITEM=1, SUBITEM=<k>
(3-я строка) VAL1-1-1, VAL1-1-2, … VAL1-1-k, TEMP1-1
(4-я строка) VAL1-2-1，VAL1-2-2, … VAL1-2-k, TEMP1-2
・・

(Строка L+2) VAL1-L-1，VAL1-L-2, … VAL1-L-k, TEMP1-L

Повторяйте определение до !ITEM=<ITEMnum>.
Подпараметр (для !ITEM)
SUBITEM Число подпунктов свойств, определяемых для каждого физического свойства
(необязательно; при пропуске принимается «1»)
Имя подпараметра Значение параметра Описание
SUBITEM <subITEMnum> Число подпунктов свойств, определяемых пользователем

【Когда m-е физическое свойство зависит от температуры】

Если число записей в таблице температурной зависимости равно N, ввод выполняется следующим образом:

!ITEM=m, SUBITEM=k
VALm1-1, ..., VALm1-k, TEMPm1
VALm2-1, ..., VALm2-k, TEMPm2
...
VALmN-1, ..., VALmN-k, TEMPm-N
Имя параметра Атрибут Описание
VALmn-k R Значение физического свойства (зависит от температуры)
TEMPmn R Соответствующая температура

Должно выполняться TEMPm1 < TEMPm2 < ... < TEMPmN.

При температуре не выше TEMPm1 используется VALm1; при температуре не ниже TEMPmN используется VALmN.

【Когда m-е физическое свойство не зависит от температуры】

!ITEM=m, SUBITEM=k
VALm1-1, ..., VALm1-k
VALm2-1, ..., VALm2-k
...
VALmN-1, ..., VALmN-k
Имя параметра Атрибут Описание
VALmn-k R Значение физического свойства (без температурной зависимости)

Примечание:

  • При дублировании названий материалов возникает ошибка.
  • Если в опции !SECTION указан не определённый MATERIAL, возникает ошибка.
  • Если в опции !ELEMENT физические свойства задаются для каждого элемента с помощью параметра MATITEM, эти значения имеют приоритет. В этом случае значения физических свойств, введённые с помощью опции !MATERIAL, не используются.
  • Если число подопций !ITEM=m не соответствует числу, указанному параметром ITEM, либо какая-либо подопция не определена, возникает ошибка.
  • Подопции !ITEM=m не обязательно располагать по возрастанию m.
  • При использовании подопции SUBITEM=k и температурной зависимости пропущенные значения принимаются равными «0.0».
  • При использовании температурной зависимости определения должны задаваться в порядке возрастания температуры.
  • При использовании температурной зависимости повторное указание одной и той же температуры два и более раз приводит к ошибке.

Пример

!MATERIAL, NAME= STEEL, ITEM= 2
!ITEM=1 Без температурной зависимости
35.0
!ITEM=2
40.0, 0.0
45.0, 100.0
50.0, 200.0

!MATERIAL, NAME= COPPER         Число элементов = 1 (значение по умолчанию)
!ITEM=1 Без температурной зависимости
80.0

Неверные примеры

Пример 1【Число, заданное параметром ITEM, не соответствует числу подопций !ITEM=m -1】

!MATERIAL, NAME= STEEL, ITEM= 2
!ITEM=3
20.0
!ITEM=1
35.0
!ITEM= 2
40.0

Пример 2【Число, заданное параметром ITEM, не соответствует числу подопций !ITEM=m -2】

!MATERIAL, NAME= STEEL, ITEM= 3
!ITEM=3
20.0
!ITEM= 2
40.0
!MATERIAL, NAME= COPPER
...

Упругий статический и модальный анализ

!MATERIAL, NAME=<name>, ITEM=<ITEMnum>
!ITEM=1, SUBITEM=2
<Young_modulus>, <Poisson_ratio>
!ITEM=2
<Density>
!ITEM=3
<Expansion_coeff>
Имя параметра Значение параметра Описание
NAME <name> Название материала; соответствует MATERIAL в !SECTION
ITEM <ITEMnum> Число физических свойств, определяемых пользователем (1 или более)
<Young_modulus>-----модуль Юнга (обязательно)
<Poisson_ratio>-------коэффициент Пуассона (обязательно)
<Density>--------------массовая плотность (обязательно при ITEMnum=2)
< Expansion_coeff >--коэффициент линейного теплового расширения (при ITEMnum=3)

(Пример)

!MATERIAL, NAME=M1,
ITEM=3                   --- Определяет три типа значений свойств для материала M1
!ITEM=1, SUBITEM=2       --- В !ITEM=1 определяются модуль Юнга и коэффициент Пуассона (обязательно)
4000.0, 0.3
!ITEM=2                  --- В !ITEM=2 определяется массовая плотность (обязательно при ITEM=2)
8.0102E-0
!ITEM=3                  --- В !ITEM=3 определяется коэффициент линейного теплового расширения
1.0E-5

Примечание:

  • В модальном анализе нельзя использовать материалы с температурной зависимостью.

Анализ теплопроводности

Для стержневых, плоских, объёмных и трёхмерных пластинчатых элементов

!MATERIAL, NAME=<name>, ITEM=3
!ITEM=1, SUBITEM=2
<Density>, <Temperature>

!ITEM=2, SUBITEM=2
<Specific_heat>, <Temperature>

!ITEM=3, SUBITEM=2
<Conductivity>, <Temperature>
Имя параметра Значение параметра Описание
NAME <name> Название материала; соответствует MATERIAL в !SECTION
ITEM <ITEMnum> Число физических свойств, определяемых пользователем (всегда 3)
<Density>----------плотность
<Specific_heat>----удельная теплоёмкость
<Conductivity>-----теплопроводность
<Temperature>------температура

(Пример)

!MATERIAL, NAME=M1,
ITEM=3　　　             ---　Определяет три типа значений свойств для материала M1

!ITEM=1, SUBITEM=１　 　 ---　В !ITEM=1 определяются плотность и температура (обязательно)
7850., 300.
7790., 500.
7700., 800.

!ITEM=2, SUBITEM=1       ---　В !ITEM=2 определяются удельная теплоёмкость и температура (обязательно)
0.465, 300.
0.528, 500.
0.622, 800.

!ITEM=3                  ---　В !ITEM=3 определяются теплопроводность и температура (обязательно)
43., 300.
38.6, 500.
27.7, 800.

Для интерфейсных элементов

Определяется в заголовке !SECTION. (Данные материала не требуются)

(Пример)

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

Приведённый выше !SECTION задаёт параметры зазора для элементов интерфейсного элемента, принадлежащих группе с именем GAP.

  • 1-й параметр: ширина зазора
  • 2-й параметр: коэффициент теплопередачи зазора
  • 3-й параметр: коэффициент излучения зазора 1
  • 4-й параметр: коэффициент излучения зазора 2

Справочная информация

program TEST
use hecmw
implicit REAL*8 (A-H,O-Z)
type (hecmwT_local_mesh) :: hecMESH

!C
!C    !MATERIAL, NAME=SUS304, ITEM=3
!C    !ITEM=1, SUBITEM= 3
!C      100.0, 200.0, 300.0, 0.00
!C      101.0, 210.0, 301.0, 1.00
!C      102.0, 220.0, 302.0, 2.00
!C      103.0, 230.0, 303.0, 3.00
!C    !ITEM=3, SUBITEM= 2
!C      1000.0, , 0.00
!C      1001.0, 1., 1.00
!C      1002.0, 2., 2.00
!C      1003.0, 3., 3.00
!C    !ITEM=2
!C      5000.0
!C
!C    !MATERIAL, NAME=FEC, ITEM=2
!C    !ITEM=1, SUBITEM= 3
!C      2100.0, 2200.0, 2300.0, 0.00
!C      2101.0, 2210.0, 2301.0, 1.00
!C      2102.0, 2220.0, 2302.0, 2.00
!C      2103.0, 2230.0, 2303.0, 3.00
!C      3103.0, 3230.0, 2304.0, 4.00
!C    !ITEM=2
!C      6000.0, 10.0
!C      6500.0, 30.0
!C

hecMESH%material%n_mat = 2

nn= hecMESH%material%n_mat
allocate (hecMESH%material%mat_name(nn))

hecMESH%material%mat_name(1)= 'SUS304'
hecMESH%material%mat_name(2)= 'FEC'

nn= hecMESH%material%n_mat
allocate (hecMESH%material%mat_ITEM_index(0:nn))
hecMESH%material%mat_ITEM_index(0)= 0
hecMESH%material%mat_ITEM_index(1)= 3
hecMESH%material%mat_ITEM_index(2)= hecMESH%material%mat_ITEM_index(1) + 2

hecMESH%material%n_mat_ITEM= hecMESH%material%mat_ITEM_index(hecMESH%material%n_mat)

nn= hecMESH%material%n_mat_ITEM
allocate (hecMESH%material%mat_subITEM_index(0:nn))

hecMESH%material%mat_subITEM_index(0)= 0
hecMESH%material%mat_subITEM_index(1)= 3
hecMESH%material%mat_subITEM_index(2)= hecMESH%material%mat_subITEM_index(1) + 1
hecMESH%material%mat_subITEM_index(3)= hecMESH%material%mat_subITEM_index(2) + 2
hecMESH%material%mat_subITEM_index(4)= hecMESH%material%mat_subITEM_index(3) + 3
hecMESH%material%mat_subITEM_index(5)= hecMESH%material%mat_subITEM_index(4) + 1

hecMESH%material%n_mat_subITEM=
&        hecMESH%material%mat_subITEM_index(hecMESH%material%n_mat_ITEM)

nn= hecMESH%material%n_mat_subITEM
allocate (hecMESH%material%mat_TABLE_index(0:nn))
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 0)= 0
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 1)= 4
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 2)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 1) + 4
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 3)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 2) + 4
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 4)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 3) + 1
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 5)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 4) + 4
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 6)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 5) + 4
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 7)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 6) + 5
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 8)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 7) + 5
hecMESH%material%mat_TABLE_index( 9)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 8) + 5
hecMESH%material%mat_TABLE_index(10)= hecMESH%material%mat_TABLE_index( 9) + 2

hecMESH%material%n_mat_TABLE=
&        hecMESH%material%mat_TABLE_index(hecMESH%material%n_mat_subITEM)

nn= hecMESH%material%n_mat_TABLE
allocate (hecMESH%material%mat_VAL (nn))
allocate (hecMESH%material%mat_TEMP(nn))

hecMESH%material%mat_VAL = 0.d0
hecMESH%material%mat_TEMP= 0.d0

hecMESH%material%mat_VAL ( 1)= 100.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP( 1)=   0.0d0
hecMESH%material%mat_VAL ( 2)= 101.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP( 2)=   1.0d0
hecMESH%material%mat_VAL ( 3)= 102.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP( 3)=   2.0d0
hecMESH%material%mat_VAL ( 4)= 103.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP( 4)=   3.0d0

hecMESH%material%mat_VAL ( 5)= 200.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP( 5)=   0.0d0

hecMESH%material%mat_VAL (13)= 5000.0d0

hecMESH%material%mat_VAL (14)= 1000.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (14)=   0.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (15)= 1001.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (15)=   1.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (16)= 1002.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (16)=   2.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (17)= 1003.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (17)=   3.0d0

hecMESH%material%mat_VAL (18)=  0.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (18)= 0.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (19)=  1.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (19)= 1.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (20)=  2.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (20)= 2.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (21)=  3.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (21)= 3.0d0

hecMESH%material%mat_VAL (22)= 2100.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (22)=   0.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (23)= 2101.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (23)=   1.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (24)= 2102.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (24)=   2.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (25)= 2103.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (25)=   3.0d0
hecMESH%material%mat_VAL (26)= 3103.0d0
hecMESH%material%mat_TEMP (26)=   4.0d0

write (*,'(a,i10)') '%n_mat_ITEM ', hecMESH%material%n_mat_ITEM
write (*,'(a,i10)') '%n_mat_subITEM', hecMESH%material%n_mat_subITEM
write (*,'(a,i10)') '%n_mat_TABLE ', hecMESH%material%n_mat_TABLE

end program TEST