ข้ามไปที่เนื้อหา

ข้อมูลวัสดุ

ใน FrontISTR “วัสดุ” คือหน่วยที่มีชื่อสำหรับจัดการข้อมูลสมบัติวัสดุที่กำหนดให้แก่องค์ประกอบเป็นชุดเดียว กล่าวคือเป็นการรวมค่าคุณสมบัติ เช่น ค่าคงที่ยืดหยุ่น ความหนาแน่น และการนำความร้อน รวมถึงพารามิเตอร์ของกฎองค์ประกอบสำหรับอีลาสโตพลาสติก วิสโคอีลาสติก ครีป และแบบจำลองอื่น ๆ ไว้ภายใต้ชื่อเดียว การกำหนดให้กลุ่มองค์ประกอบทำด้วย !SECTION ซึ่งเชื่อมโยงชนิดองค์ประกอบ (โซลิด เชลล์ อินเทอร์เฟซ เป็นต้น) กับชื่อวัสดุ เนื้อหาของวัสดุเองกำหนดด้วย !MATERIAL ในข้อมูลเมช หรือบล็อก !MATERIAL ในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์

ข้อจำกัดของข้อมูลวัสดุกำหนดจาก 3 ปัจจัย ได้แก่ ชนิดการวิเคราะห์ ชนิดองค์ประกอบ และวิธีระบุในไฟล์อินพุต ต่อไปนี้จะสรุปความสัมพันธ์ระหว่างแบบจำลองวัสดุที่ใช้ได้กับองค์ประกอบและชนิดการวิเคราะห์ก่อน (ภาพรวมฟังก์ชัน) จากนั้นอธิบายแนวคิดในการเลือกแบบจำลองวัสดุ (การเลือกแบบจำลองวัสดุ) และตามด้วยข้อกำหนดของแต่ละแบบจำลอง (ความยืดหยุ่นเชิงเส้น เป็นต้น) สำหรับรูปแบบและค่าเริ่มต้นของแต่ละคีย์เวิร์ด ให้ดูเอกสารอ้างอิงคีย์เวิร์ด

ภาพรวมฟังก์ชัน

ข้อมูลวัสดุแบ่งกว้าง ๆ ได้เป็นแบบจำลองวัสดุเชิงกลที่ใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้าง และสมบัติทางความร้อนที่ใช้ในการวิเคราะห์การนำความร้อนและความเค้นความร้อน ในการวิเคราะห์โครงสร้าง ให้เลือกความยืดหยุ่นเชิงเส้น ไฮเปอร์อีลาสติก อีลาสโตพลาสติก วิสโคอีลาสติก ครีป หรือวัสดุที่ผู้ใช้กำหนดตามการใช้งาน แต่ละชนิดเป็นกฎองค์ประกอบอิสระ โดยแบบจำลองอีลาสโตพลาสติก วิสโคอีลาสติก และครีปใช้ความยืดหยุ่นเชิงเส้นในวัสดุเดียวกันเป็นส่วนยืดหยุ่น (ไฮเปอร์อีลาสติกใช้ฟังก์ชันพลังงานความเครียดของตนเอง จึงไม่อ้างอิงความแข็งเชิงเส้นยืดหยุ่น) ในการวิเคราะห์การนำความร้อน จะกำหนดความหนาแน่น ความร้อนจำเพาะ และการนำความร้อนให้แก่องค์ประกอบ

หมวด การใช้งานหลัก คีย์เวิร์ดหลักในอินพุต เอกสารอ้างอิงหลัก
ความยืดหยุ่นเชิงเส้น การวิเคราะห์เชิงเส้นการเสียรูปน้อย, การวิเคราะห์โมดัล, การวิเคราะห์พลวัตเชิงเส้น, ส่วนยืดหยุ่นของวัสดุไม่เชิงเส้น !ELASTIC, !MATERIAL ITEM=1 !ELASTIC, !MATERIAL (ข้อมูลเมช)
ไฮเปอร์อีลาสติก การตอบสนองยืดหยุ่นภายใต้การเสียรูปมาก เช่น วัสดุคล้ายยาง !HYPERELASTIC !HYPERELASTIC
อีลาสโตพลาสติก ความเครียดถาวรหลังการคราก พลาสติกของโลหะ วัสดุดิน !PLASTIC !PLASTIC
วิสโคอีลาสติก การตอบสนองตามเวลาที่มีการคลายตัวหรือการหน่วง !VISCOELASTIC, !TRS !VISCOELASTIC, !TRS
ครีป การเสียรูปที่ดำเนินไปตามเวลาภายใต้ความเค้น !CREEP !CREEP
สมบัติทางความร้อน การวิเคราะห์การนำความร้อน, การวิเคราะห์ความเค้นความร้อน !MATERIAL ITEM=1 ถึง 3, !EXPANSION_COEFF !EXPANSION_COEFF
วัสดุที่ผู้ใช้กำหนด กฎองค์ประกอบที่ผู้ใช้พัฒนา !USER_MATERIAL, !ELASTIC TYPE=USER, !HYPERELASTIC TYPE=USER, !PLASTIC YIELD=USER !USER_MATERIAL

ในการวิเคราะห์โครงสร้าง หากมีวัสดุชื่อเดียวกันกำหนดไว้ทั้งในข้อมูลเมชและข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ จะให้ความสำคัญกับนิยามฝั่งข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ อย่างไรก็ตาม นิยามวัสดุในข้อมูลเมชยังคงจำเป็น และเมื่อมีวัสดุชื่อเดียวกันในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ ค่าฝั่งข้อมูลเมชจะไม่ถูกอ้างอิง จึงใช้ค่าดัมมีได้ ในทางกลับกัน การวิเคราะห์การนำความร้อนไม่รองรับการระบุวัสดุในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ และใช้ค่าที่ระบุในข้อมูลเมชโดยตรง

การรองรับตามชนิดการวิเคราะห์สรุปได้ดังนี้ การวิเคราะห์สถิตเชิงเส้น การวิเคราะห์โมดัล และการวิเคราะห์พลวัตเชิงเส้นใช้ความยืดหยุ่นเชิงเส้น การวิเคราะห์สถิตไม่เชิงเส้นและการวิเคราะห์พลวัตไม่เชิงเส้นที่ใช้องค์ประกอบโซลิดต่อเนื่องสามมิติ สามารถใช้ไฮเปอร์อีลาสติก อีลาสโตพลาสติก วิสโคอีลาสติก ครีป และวัสดุที่ผู้ใช้กำหนด โดยมีพื้นฐานส่วนยืดหยุ่นเชิงเส้น การวิเคราะห์การนำความร้อนใช้ความหนาแน่น ความร้อนจำเพาะ และการนำความร้อนแทนแบบจำลองวัสดุโครงสร้าง ดูภาพรวมชนิดการวิเคราะห์ที่ ชนิดการวิเคราะห์

ยังมีข้อจำกัดตามชนิดองค์ประกอบ องค์ประกอบโซลิดต่อเนื่องสามมิติสามารถใช้แบบจำลองวัสดุไม่เชิงเส้นสำหรับการวิเคราะห์โครงสร้าง องค์ประกอบความเค้นระนาบ ความเครียดระนาบ และแกนสมมาตรใช้ความยืดหยุ่นเชิงเส้นเป็นหลัก และองค์ประกอบสองมิติเหล่านี้ไม่รองรับอีลาสโตพลาสติก ไฮเปอร์อีลาสติก วิสโคอีลาสติก หรือครีป องค์ประกอบเชลล์รองรับความยืดหยุ่นเชิงเส้น โดยกำหนดได้ทั้งชั้นเดียว/ลามิเนต และไอโซทรอปิก/แอนไอโซทรอปิก แต่ไม่รองรับอีลาสโตพลาสติก ไฮเปอร์อีลาสติก วิสโคอีลาสติก หรือครีป องค์ประกอบอินเทอร์เฟซใช้สำหรับการถ่ายเทความร้อนผ่านช่องว่างและการแผ่รังสีในการวิเคราะห์การนำความร้อน โดยกำหนดพารามิเตอร์ช่องว่างในบรรทัดข้อมูลของ !SECTION ไม่ใช่ข้อมูลวัสดุ สำหรับตัวอย่างการเชื่อมโยงกับกลุ่มองค์ประกอบและอินพุตลามิเนต ให้ดู ไลบรารีองค์ประกอบ ด้วย

ตารางต่อไปนี้สรุปว่าแบบจำลองวัสดุใดใช้ได้กับองค์ประกอบแต่ละชนิด

ชนิดองค์ประกอบ ความยืดหยุ่นเชิงเส้น (ไอโซทรอปิก) ความยืดหยุ่นเชิงเส้น (ออร์โธทรอปิก/ลามิเนต) ไฮเปอร์อีลาสติก อีลาสโตพลาสติก วิสโคอีลาสติก ครีป สมบัติทางความร้อน
โซลิดสามมิติ
ความเค้นระนาบ / ความเครียดระนาบ / แกนสมมาตร
เชลล์ (ชั้นเดียว/ลามิเนต)
คาน / ทรัส
อินเทอร์เฟซ

(สัญลักษณ์: ○ ใช้ได้ / — ไม่รองรับ) สำหรับองค์ประกอบอินเทอร์เฟซ ให้กำหนดสมบัติทางความร้อนสำหรับการถ่ายเทความร้อนผ่านช่องว่างและการแผ่รังสีด้วย !SECTION

การนิยามวัสดุมี 2 เส้นทาง ในข้อมูลเมช !SECTION เชื่อมโยงกลุ่มองค์ประกอบกับชื่อวัสดุ และ !MATERIAL กับ !ITEM ใช้กำหนดสมบัติวัสดุ ในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ ให้กำหนดแบบจำลองวัสดุโดยวาง !ELASTIC, !HYPERELASTIC, !PLASTIC และคีย์เวิร์ดอื่น ๆ ภายในบล็อก !MATERIAL หากกำหนด !MATERIAL ในข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ นิยามนั้นจะถูกใช้แทนนิยามวัสดุชื่อเดียวกันในข้อมูลเมช สำหรับรายละเอียด !SECTION และ !MATERIAL ฝั่งข้อมูลเมช ให้ดู !SECTION (ข้อมูลเมช) และ !MATERIAL (ข้อมูลเมช) ส่วนบล็อกวัสดุฝั่งข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ให้ดู !MATERIAL (ข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์)

การเลือกแบบจำลองวัสดุ

เมื่อเลือกแบบจำลองวัสดุ ให้พิจารณาก่อนว่าความยืดหยุ่นเชิงเส้นเพียงพอหรือไม่ ใช้ความยืดหยุ่นเชิงเส้นเมื่อการเสียรูปมีขนาดเล็ก ความเค้นไม่เกินจุดคราก และไม่ต้องพิจารณาการคลายตัวตามเวลาหรือครีป เลือกไฮเปอร์อีลาสติกสำหรับการตอบสนองยืดหยุ่นที่มีการเสียรูปมาก เลือกอีลาสโตพลาสติกสำหรับความเครียดพลาสติกหลังการคราก เลือกวิสโคอีลาสติกสำหรับวัสดุที่มีเวลาคลายตัว และเลือกครีปสำหรับการเสียรูปที่ดำเนินต่อภายใต้การคงภาระระยะยาว

ลักษณะปัญหา แบบจำลองวัสดุที่เป็นตัวเลือก แนวทางตัดสิน
การเสียรูปน้อยและความเค้นกับความเครียดสัมพันธ์เชิงเส้น ความยืดหยุ่นเชิงเส้น เมื่อสามารถอธิบายได้ด้วยมอดูลัสของ Young และอัตราส่วน Poisson
คืนรูปเดิมหลังปลดภาระแม้มีการเสียรูปมาก ไฮเปอร์อีลาสติก วัสดุคล้ายยาง หรือกรณีที่ต้องใช้ศักย์ยืดหยุ่นไม่เชิงเส้น
มีความเครียดถาวรหลังเกินจุดคราก อีลาสโตพลาสติก เมื่อจำเป็นต้องเลือกฟังก์ชันครากและกฎการแข็งตัว
เกิดการคลายความเค้นหรือการตอบสนองล่าช้าระหว่างคงภาระ วิสโคอีลาสติก เมื่ออธิบายได้ด้วยสัมประสิทธิ์การคลายตัวและเวลาคลายตัว
ความเครียดสะสมภายใต้ภาระระยะยาว ครีป เมื่อประมาณได้ด้วยกฎ Norton
แบบจำลองที่มีอยู่ไม่สามารถอธิบายได้ วัสดุที่ผู้ใช้กำหนด เมื่อพัฒนากฎองค์ประกอบในซับรูทีนภายนอก

เมื่อพิจารณาการขึ้นกับอุณหภูมิ ให้ตรวจสอบการรองรับของแต่ละแบบจำลองวัสดุ ความยืดหยุ่นเชิงเส้น ครีป และสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนรองรับตารางที่ขึ้นกับอุณหภูมิ สำหรับวิสโคอีลาสติก จะใช้การเลื่อนอุณหภูมิด้วย !TRS แทนการอินเตอร์โพเลตสัมประสิทธิ์ Prony ตามอุณหภูมิ สำหรับอีลาสโตพลาสติก สามารถใช้ตารางขึ้นกับอุณหภูมิเมื่อใช้การแข็งตัวหลายเส้นกับการคราก Mises ส่วน Mohr-Coulomb และ Drucker-Prager ไม่รองรับการขึ้นกับอุณหภูมิ

เมื่อต้องจัดการแอนไอโซทรอปีหรือลามิเนต ต้องพิจารณาชนิดองค์ประกอบด้วย องค์ประกอบโซลิดรองรับความยืดหยุ่นเชิงเส้นแบบออร์โธทรอปิก องค์ประกอบเชลล์รองรับวัสดุไอโซทรอปิกชั้นเดียว แอนไอโซทรอปิกชั้นเดียว ไอโซทรอปิกลามิเนต และแอนไอโซทรอปิกลามิเนตภายในขอบเขตของความยืดหยุ่นเชิงเส้น ไม่สามารถใช้แบบจำลองวัสดุไม่เชิงเส้นกับองค์ประกอบเชลล์ได้

สำหรับวัสดุที่เกือบไม่อัดตัว อย่ากำหนดอัตราส่วน Poisson เป็น 0.5 FrontISTR ไม่รองรับการกำหนดวัสดุที่ไม่อัดตัวอย่างสมบูรณ์ ในปัญหาการเสียรูปมากที่ผลของความไม่อัดตัวมีความสำคัญ การเลือกสูตรองค์ประกอบก็สำคัญเช่นกัน จึงควรตรวจสอบตัวเลือกสูตรคำนวณใน ไลบรารีองค์ประกอบ ร่วมด้วย

ความยืดหยุ่นเชิงเส้น

ความยืดหยุ่นเชิงเส้นเป็นแบบจำลองวัสดุพื้นฐานที่สุดในการวิเคราะห์โครงสร้างของ FrontISTR การวิเคราะห์สถิตเชิงเส้น การวิเคราะห์โมดัล และการวิเคราะห์พลวัตเชิงเส้นใช้ความยืดหยุ่นเชิงเส้น แม้เมื่อใช้อีลาสโตพลาสติก วิสโคอีลาสติก หรือครีป ก็ต้องกำหนดความยืดหยุ่นเชิงเส้นในวัสดุเดียวกันสำหรับส่วนยืดหยุ่น → ดูรายละเอียดที่ !ELASTIC

สำหรับความยืดหยุ่นเชิงเส้นแบบไอโซทรอปิก ให้กำหนดมอดูลัสของ Young และอัตราส่วน Poisson หากต้องการการขึ้นกับอุณหภูมิ สามารถกำหนดมอดูลัสของ Young และอัตราส่วน Poisson เป็นตารางฟังก์ชันของอุณหภูมิได้ สำหรับออร์โธทรอปี ให้กำหนดค่าคงที่อิสระรวม 9 ค่า ได้แก่ มอดูลัสของ Young ใน 3 ทิศทาง อัตราส่วน Poisson 3 ค่า และมอดูลัสเฉือน 3 ค่า เนื่องจากออร์โธทรอปีต้องใช้ระบบพิกัดวัสดุ จึงต้องกำหนดระบบพิกัดเฉพาะที่ใน !SECTION ที่เกี่ยวข้อง

เมื่อกำหนดความยืดหยุ่นเชิงเส้นในข้อมูลเมช ให้ใช้ !SECTION ร่วมกับ !MATERIAL ตัวอย่างต่อไปนี้กำหนดวัสดุ M1 ให้กลุ่มองค์ประกอบโซลิด ALL โดย ITEM=1 กำหนดมอดูลัสของ Young และอัตราส่วน Poisson, ITEM=2 กำหนดความหนาแน่นมวล และ ITEM=3 กำหนดสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้น

!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

สำหรับองค์ประกอบเชลล์ สามารถกำหนดทั้งชั้นเดียวและลามิเนตภายในความยืดหยุ่นเชิงเส้น ใช้ SUBITEM=4 สำหรับวัสดุไอโซทรอปิกชั้นเดียว และ SUBITEM=9 สำหรับวัสดุแอนไอโซทรอปิกชั้นเดียว สำหรับลามิเนต ให้วางค่าคงที่วัสดุและน้ำหนักชั้นของทุกชั้นไว้ใน !ITEM เดียวกัน น้ำหนักชั้นจะถูกทำให้เป็นบรรทัดฐานด้วยผลรวมและใช้เป็นน้ำหนักการอินทิเกรตตามความหนา ความหนาทางกายภาพของเชลล์ทั้งหมดกำหนดด้วยความหนาใน !SECTION, TYPE=SHELL

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างเชลล์ชั้นเดียวที่ใช้วัสดุไอโซทรอปิก

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

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างเชลล์ลามิเนตสองชั้นที่ใช้วัสดุไอโซทรอปิก

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

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างเชลล์ชั้นเดียวที่ใช้วัสดุแอนไอโซทรอปิก โดยระบุมุมแอนไอโซทรอปีเป็นหน่วยองศา

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

ต่อไปนี้เป็นตัวอย่างเชลล์ลามิเนตสองชั้นที่ใช้วัสดุแอนไอโซทรอปิก

!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

ไฮเปอร์อีลาสติก

ไฮเปอร์อีลาสติกเป็นแบบจำลองวัสดุยืดหยุ่นไม่เชิงเส้นที่นิยามความเค้นจากฟังก์ชันพลังงานความเครียด ใช้กับวัสดุคล้ายยางที่แม้เสียรูปมากก็กลับสู่รูปร่างเดิมหลังปลดภาระ ในอินพุต ให้กำหนด !HYPERELASTIC ภายในบล็อก !MATERIAL → ดูรายละเอียดที่ !HYPERELASTIC

FrontISTR รองรับแบบจำลองไฮเปอร์อีลาสติกต่อไปนี้ ไม่รองรับแบบจำลอง OGDEN

แบบจำลอง ชนิดในอินพุต สัมประสิทธิ์หลัก ลักษณะ
Neo-Hookean NEOHOOKE \(C_{10}\), \(D\) แบบจำลองไฮเปอร์อีลาสติกไอโซทรอปิกอย่างง่ายที่สอดคล้องกับ \(C_{01}=0\) ใน Mooney-Rivlin
Mooney-Rivlin MOONEY-RIVLIN \(C_{10}\), \(C_{01}\), \(D\) แบบจำลองไฮเปอร์อีลาสติกไอโซทรอปิกที่ใช้ reduced invariant สองค่า
Arruda-Boyce ARRUDA-BOYCE \(\mu\), \(\lambda_m\), \(D\) แบบจำลองวัสดุคล้ายยางที่อิงโครงข่ายสายโซ่โมเลกุล
Mooney-Rivlin แอนไอโซทรอปิก MOONEY-RIVLIN-ANISO อินพุตอ่านสัมประสิทธิ์ 10 ค่า แต่กฎองค์ประกอบปัจจุบันใช้ 5 ค่าแรก แบบจำลองที่แสดงการตอบสนองไฮเปอร์อีลาสติกแบบแอนไอโซทรอปิก เช่น ทิศทางเส้นใย
ไฮเปอร์อีลาสติกที่ผู้ใช้กำหนด USER ค่าคงที่ของผู้ใช้ แบบจำลองที่พัฒนากฎองค์ประกอบไฮเปอร์อีลาสติกในซับรูทีนภายนอก

ในไฮเปอร์อีลาสติก ใช้สัมประสิทธิ์ \(D\) ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนปริมาตรเพื่อแทนความสามารถในการอัด ไม่รองรับวัสดุที่ไม่อัดตัวอย่างสมบูรณ์ จึงไม่ควรใช้การกำหนดที่เทียบเท่าอัตราส่วน Poisson \(\nu=0.5\) สำหรับวัสดุที่เกือบไม่อัดตัว จำเป็นต้องเลือกทั้งสัมประสิทธิ์ของแบบจำลองไฮเปอร์อีลาสติกและสูตรองค์ประกอบที่ใช้

โดยค่าเริ่มต้น ไฮเปอร์อีลาสติกถูกจัดการภายใต้กรอบ Total Lagrange ดูนิยามฟังก์ชันพลังงานความเครียด ความเค้น และความแข็งสัมผัสที่ ไฮเปอร์อีลาสติก (ทฤษฎี)

อีลาสโตพลาสติก

อีลาสโตพลาสติกเป็นแบบจำลองวัสดุที่แบ่งช่วงยืดหยุ่นและช่วงพลาสติกด้วยฟังก์ชันคราก และแสดงการตอบสนองหลังครากด้วยกฎการแข็งตัว ในอินพุต ให้ใช้ !ELASTIC และ !PLASTIC ร่วมกันภายในบล็อก !MATERIAL เดียวกัน → ดูรายละเอียดที่ !PLASTIC

ใน FrontISTR แบบจำลองอีลาสโตพลาสติกกำหนดโดยผสมผสานฟังก์ชันครากกับกฎการแข็งตัว ขอบเขตที่รองรับมีดังนี้

ฟังก์ชันคราก ชนิดในอินพุต กฎการแข็งตัวที่รองรับ การใช้งานหลัก
Mises MISES BILINEAR, MULTILINEAR, SWIFT, RAMBERG-OSGOOD, KINEMATIC, COMBINED การครากแบบไอโซทรอปิก เช่น ในโลหะ
Mohr-Coulomb MOHR-COULOMB BILINEAR, MULTILINEAR วัสดุดินและหินที่อธิบายด้วยมุมเสียดทานและแรงยึดเหนี่ยว
Drucker-Prager DRUCKER-PRAGER BILINEAR, MULTILINEAR การครากที่ขึ้นกับความดันซึ่งประมาณ Mohr-Coulomb อย่างเรียบ
การครากที่ผู้ใช้กำหนด USER ผู้ใช้กำหนด เมื่อพัฒนาความแข็งสัมผัสและการแม็ปกลับ (return mapping) ในซับรูทีนภายนอก

การแข็งตัวหลายเส้นร่วมกับการคราก Mises รองรับตารางขึ้นกับอุณหภูมิ ส่วนการแข็งตัวสองเส้น การแข็งตัว Swift การแข็งตัว Ramberg-Osgood การแข็งตัวแบบคิเนมาติก และการแข็งตัวแบบผสมร่วมกับการคราก Mises จะประเมินเป็นสมการค่าคงที่ Mohr-Coulomb และ Drucker-Prager ไม่รองรับการขึ้นกับอุณหภูมิ เมื่อใช้การแข็งตัวหลายเส้น ต้องป้อนข้อมูลให้ความเครียดพลาสติกไม่เป็นลบ และความเครียดพลาสติกค่าแรกเป็น 0

องค์ประกอบเชลล์ ความเค้นระนาบ ความเครียดระนาบ และแกนสมมาตรไม่รองรับอีลาสโตพลาสติก หากใช้วัสดุอีลาสโตพลาสติก ให้ใช้องค์ประกอบโซลิดต่อเนื่องสามมิติ

โดยค่าเริ่มต้น อีลาสโตพลาสติกถูกจัดการภายใต้กรอบ Updated Lagrange หากกำหนด INFINITESIMAL ให้กับ !PLASTIC จะถือเป็นกฎองค์ประกอบสำหรับการเสียรูปน้อย การอัปเดตความเค้นใช้อินทิเกรตตามการแม็ปกลับ สำหรับรายละเอียดอัลกอริทึม ให้ดู อีลาสโตพลาสติก (ทฤษฎี)

วิสโคอีลาสติก

วิสโคอีลาสติกเป็นแบบจำลองวัสดุที่เพิ่มการคลายตัวตามเวลาให้กับการตอบสนองยืดหยุ่น FrontISTR รับแบบจำลอง Maxwell แบบทั่วไปในรูปอนุกรม Prony ให้กำหนด !ELASTIC และ !VISCOELASTIC ภายในบล็อก !MATERIAL เดียวกัน → ดูรายละเอียดที่ !VISCOELASTIC

สำหรับอนุกรม Prony ให้กำหนดคู่ของสัมประสิทธิ์การคลายตัวและเวลาคลายตัวหลายบรรทัด ไม่สามารถกำหนดเวลาคลายตัวเป็น 0 ได้ หากพิจารณาการขึ้นกับอุณหภูมิ ให้วาง !TRS หลัง !VISCOELASTIC และกำหนดตัวประกอบการเลื่อนอุณหภูมิ → ดูรายละเอียดที่ !TRS

การเลื่อนอุณหภูมิรองรับแบบ WLF และ Arrhenius ซึ่งทั้งสองแบบกำหนดตัวประกอบการเลื่อน \(A\) เป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิการวิเคราะห์ \(\theta\) และอุณหภูมิอ้างอิง \(\theta_0\) ในอินพุต ทั้งสองแบบให้ค่าคงที่วัสดุ 2 ค่า (C1, C2) และอุณหภูมิอ้างอิง แต่ความหมายต่างกันตามแบบจำลองการเลื่อนที่เลือก (แบบ WLF ใช้สัมประสิทธิ์ 2 ค่าของสมการ Williams-Landel-Ferry ส่วนแบบ Arrhenius ใช้สัมประสิทธิ์ 2 ค่าที่เกี่ยวข้องกับพลังงานก่อกัมมันต์) สำหรับรูปฟังก์ชันโดยละเอียดและการหาตัวประกอบการเลื่อน ให้ดูคู่มือทฤษฎี วิสโคอีลาสติก

ครีป

ครีปเป็นแบบจำลองวัสดุสำหรับปรากฏการณ์ที่ความเครียดดำเนินเพิ่มขึ้นตามเวลาภายใต้ภาระคงที่หรือความเค้นคงที่ !CREEP ของ FrontISTR รองรับกฎ Norton ให้กำหนด !ELASTIC และ !CREEP ภายในบล็อก !MATERIAL เดียวกัน → ดูรายละเอียดที่ !CREEP

ในกฎ Norton อัตราความเครียดครีปแสดงด้วยสมการกำลังของความเค้นสมมูล เวลา และค่าคงที่วัสดุ \(A\), \(n\), \(m\) (ดูรูปฟังก์ชันโดยละเอียดจากคู่มือทฤษฎี ครีป) ค่าคงที่วัสดุรองรับตารางขึ้นกับอุณหภูมิ จึงกำหนดค่าแยกตามอุณหภูมิได้

ไม่รองรับ TYPE=USER ของ !CREEP หากต้องพัฒนากฎองค์ประกอบเฉพาะที่รวมครีป ให้ใช้วัสดุที่ผู้ใช้กำหนด

สมบัติวัสดุสำหรับการวิเคราะห์การนำความร้อน

ในการวิเคราะห์การนำความร้อน ให้กำหนดความหนาแน่น ความร้อนจำเพาะ และการนำความร้อน แทนวัสดุยืดหยุ่นหรือพลาสติกสำหรับการวิเคราะห์โครงสร้าง สำหรับองค์ประกอบลิงก์ ระนาบ โซลิด และเชลล์ ให้ใช้ ITEM=1 ถึง 3 ของ !MATERIAL ฝั่งข้อมูลเมช สมบัติทางความร้อนสามารถกำหนดเป็นตารางขึ้นกับอุณหภูมิได้

ในตัวอย่างต่อไปนี้ กำหนดความหนาแน่น ความร้อนจำเพาะ และการนำความร้อนของวัสดุ M1 ให้ขึ้นกับอุณหภูมิ หลังจากใช้ SECTION กำหนดวัสดุ M1 ให้กลุ่มองค์ประกอบโซลิด ALL แล้ว ให้กำหนดความหนาแน่นใน ITEM=1 ความร้อนจำเพาะใน ITEM=2 และการนำความร้อนใน ITEM=3 ของ !MATERIAL โดยแต่ละค่าจับคู่กับอุณหภูมิ

!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.

สำหรับองค์ประกอบอินเทอร์เฟซ จะไม่ใช้ข้อมูลวัสดุ แต่กำหนดความกว้างช่องว่าง สัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนผ่านช่องว่าง และสัมประสิทธิ์การแผ่รังสีในบรรทัดข้อมูลของ !SECTION, TYPE=INTERFACE

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

ในการวิเคราะห์การนำความร้อนขององค์ประกอบเชลล์ ให้กำหนดสมบัติทางความร้อนด้วยวัสดุ !MATERIAL เช่นเดียวกับองค์ประกอบโซลิด ส่วนความหนาเชลล์และจำนวนจุดอินทิเกรตตามความหนากำหนดฝั่ง !SECTION

ในการวิเคราะห์ความเค้นความร้อน ให้กำหนดสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นเพื่อคำนวณความเครียดความร้อนจากสนามอุณหภูมิ รองรับสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนแบบไอโซทรอปิกและออร์โธทรอปิก รวมถึงการขึ้นกับอุณหภูมิ → ดูรายละเอียดที่ !EXPANSION_COEFF หากต้องการกำหนดความหนาแน่นมวลที่ใช้ในการวิเคราะห์โครงสร้างหรือพลวัตฝั่งข้อมูลควบคุมการวิเคราะห์ ให้ดู !DENSITY ความหนาแน่นสำหรับการวิเคราะห์การนำความร้อนกำหนดด้วย !MATERIAL ITEM=1 ฝั่งข้อมูลเมชดังที่แสดงที่นี่

วัสดุที่ผู้ใช้กำหนด

วัสดุที่ผู้ใช้กำหนดเป็นช่องทางสำหรับพัฒนากฎองค์ประกอบที่ไม่สามารถแสดงด้วยแบบจำลองวัสดุในตัวของ FrontISTR ผ่านซับรูทีนภายนอก ในอินพุต !USER_MATERIAL กำหนดจำนวนตัวแปรสถานะและค่าคงที่ของผู้ใช้ → ดูรายละเอียดที่ !USER_MATERIAL

!USER_MATERIAL จะถูกจัดการโดยค่าเริ่มต้นเป็นกฎองค์ประกอบแบบ Updated Lagrange และเมื่อกำหนด KIRCHHOFF จะถูกจัดการเป็นแบบ Total Lagrange จำนวนตัวแปรสถานะกำหนดด้วย NSTATUS บรรทัดข้อมูลสามารถส่งค่าคงที่ของผู้ใช้ได้สูงสุด 100 ค่า ค่าคงที่และตัวแปรสถานะเหล่านี้ใช้เป็นตัวแปรภายในของกฎองค์ประกอบในซับรูทีนผู้ใช้

สำหรับ !USER_MATERIAL ให้พัฒนากฎองค์ประกอบหลักใน uMatlMatrix และ uUpdate โดย uMatlMatrix คืนค่าความแข็งสัมผัสของวัสดุ และ uUpdate อัปเดตความเค้นกับตัวแปรสถานะ สำหรับความยืดหยุ่นที่ผู้ใช้กำหนดภายใต้การเสียรูปน้อย ให้ใช้ !ELASTIC, TYPE=USER; สำหรับแบบจำลองไฮเปอร์อีลาสติกของผู้ใช้ ให้ใช้ !HYPERELASTIC, TYPE=USER และพัฒนาการตอบสนองยืดหยุ่นใน uElasticMatrix กับ uElasticUpdate หากใช้ฟังก์ชันครากที่ผู้ใช้กำหนด ให้ใช้ !PLASTIC, YIELD=USER และพัฒนาความแข็งสัมผัสอีลาสโตพลาสติกกับการแม็ปกลับ

หัวข้อที่เกี่ยวข้อง

AI-assisted translation May contain errors Official docs Status