!MATERIAL¶

材料物性的定义

如果物性与温度相关，可以针对各对应温度以表格形式输入。

第 1 行

!MATERIAL, NAME=<name> [, optional parameter]

参数
`NAME`	材料名（必需）
`ITEM`	物性项目数（可省略，省略时为“1”）
`INPUT`	外部文件名（可省略）

参数名	参数值	内容
`NAME`	<name>	材料名
`ITEM`	<ITEMnum>	用户定义的物性项目数
`INPUT`	<filename>	外部文件名（可省略），也可与第 2 行及以后同时使用

第 2 行及以后

（第 2 行） !ITEM=1, SUBITEM=<k>
（第 3 行） VAL1-1-1, VAL1-1-2, … VAL1-1-k, TEMP1-1
（第 4 行） VAL1-2-1，VAL1-2-2, … VAL1-2-k, TEMP1-2
……

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

以下重复定义，直到“!ITEM=<ITEMnum>”

子参数（针对 `!ITEM`）
`SUBITEM`	各物性项目中定义的子物性项目数
	（可省略，省略时为“1”。）

子参数名	参数值	内容
`SUBITEM`	<subITEMnum>	用户定义的子物性项目数

【第 m 个物性与温度相关时】

当温度相关表格的项目数为 N 时，按如下方式输入：

!ITEM=m, SUBITEM=k
VALm1-1, ..., VALm1-k, TEMPm1
VALm2-1, ..., VALm2-k, TEMPm2
...
VALmN-1, ..., VALmN-k, TEMPm-N

变量名	属性	内容
VALmn-k	R	物性值（与温度相关）
TEMPmn	R	对应温度

必须满足 TEMPm1 < TEMPm2 < ... < TEMPmN。

温度小于等于 TEMPm1 时使用 VALm1，大于等于 TEMPmN 时使用 VALmN。

【第 m 个物性与温度无关时】

!ITEM=m, SUBITEM=k
VALm1-1, ..., VALm1-k
VALm2-1, ..., VALm2-k
...
VALmN-1, ..., VALmN-k

变量名	属性	内容
VALmn-k	R	物性值（与温度无关）

Note:

如果材料名重复，则发生错误。

如果未定义 !SECTION 选项所引用的 MATERIAL，则发生错误。

如果在 !ELEMENT 选项中使用参数 MATITEM 按单元输入物性，则优先使用这些值。此时，不使用通过 !MATERIAL 选项输入的物性值。

如果 !ITEM=m 子选项的数量与参数 ITEM 指定的数量不一致，或存在未定义的子选项，则发生错误。

!ITEM=m 子选项不必按 m 从小到大的顺序排列。

使用「SUBITEM=k」子选项和温度相关性时，省略的值为“0.0”。

使用温度相关性时，必须按温度从低到高的顺序定义。

使用温度相关性时，如果同一温度使用两次或以上，则发生错误。

使用示例

!MATERIAL, NAME= STEEL, ITEM= 2
!ITEM=1 无温度相关性
35.0
!ITEM=2
40.0, 0.0
45.0, 100.0
50.0, 200.0

!MATERIAL, NAME= COPPER         项目数＝1（默认值）
!ITEM=1 无温度相关性
80.0

错误使用示例

示例 1【参数 ITEM 与 !ITEM=m 子选项的数量不一致 -1】

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

示例 2【参数“ITEM”与“!ITEM=m”子选项的数量不一致 -2】

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

弹性静力分析及模态分析¶

!MATERIAL, NAME=<name>, ITEM=<ITEMnum>
!ITEM=1, SUBITEM=2
<Young_modulus>, <Poisson_ratio>
!ITEM=2
<Density>
!ITEM=3
<Expansion_coeff>

参数名	参数值	内容
NAME	<name>	材料名，与 !SECTION 的 MATERIAL 对应
ITEM	<ITEMnum>	用户定义的物性项目数（1 以上） <Young_modulus>-----杨氏模量（必需） <Poisson_ratio>-------泊松比（必需） <Density>--------------质量密度（ITEMnum=2 时必需） < Expansion_coeff >--线膨胀系数（ITEMnum=3 时）

（示例）

!MATERIAL, NAME=M1,
ITEM=3                   --- 表示为材料名 M1 的材料定义 3 种物性值
!ITEM=1, SUBITEM=2       --- 在 !ITEM=1 中定义杨氏模量和泊松比（必需）
4000.0, 0.3
!ITEM=2                  --- 在 !ITEM=2 中定义质量密度（ITEM=2 时必需）
8.0102E-0
!ITEM=3                  --- 在 !ITEM=3 中定义线膨胀系数
1.0E-5

Note:

在模态分析中不能使用具有温度相关性的材料。

热传导分析¶

对于杆、平面、实体、三维板单元

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

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

!ITEM=3, SUBITEM=2
<Conductivity>, <Temperature>

参数名	参数值	内容
`NAME`	<name>	材料名，与 !SECTION 的 MATERIAL 对应
`ITEM`	<ITEMnum>	用户定义的物性项目数（始终为 3） <Density>----------密度 <Specific_heat>----比热 <Conductivity>-----热导率 <Temperature>------温度

（示例）

!MATERIAL, NAME=M1,
ITEM=3　　　             ---　表示为材料名 M1 的材料定义 3 种物性值

!ITEM=1, SUBITEM=１　 　 ---　在 !ITEM=1 中定义密度和温度（必需）
7850., 300.
7790., 500.
7700., 800.

!ITEM=2, SUBITEM=1       ---　在 !ITEM=2 中定义比热和温度（必需）
0.465, 300.
0.528, 500.
0.622, 800.

!ITEM=3                  ---　在 !ITEM=3 中定义热导率和温度（必需）
43., 300.
38.6, 500.
27.7, 800.

对于界面单元

在 !SECTION 头中定义。（不需要材料数据）

（示例）

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

上述 !SECTION 定义了界面单元中属于组名 GAP 的单元的间隙参数。

第 1 个参数: 间隙宽度
第 2 个参数: 间隙传热系数
第 3 个参数: 间隙辐射系数 1
第 4 个参数: 间隙辐射系数 2

参考¶

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