Skip to content

સામગ્રી ડેટા

FrontISTR માં "સામગ્રી" એ કોઈ તત્ત્વને આપવામાં આવતા સામગ્રી-ગુણધર્મ ડેટાને નામ સાથે એકમરૂપે સંચાલિત કરવાની એકાઈ છે. તેમાં સ્થિતિસ્થાપક ગુણાંક, ઘનતા, ઉષ્મા વાહકતા જેવા ગુણધર્મો તેમજ સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા, શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા, ક્રીપ વગેરેના સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ પરિમાણોને એક નામ હેઠળ ગોઠવવામાં આવે છે. તત્ત્વ જૂથને સામગ્રી સોંપવી !SECTION વડે થાય છે, જ્યાં તત્ત્વ પ્રકાર (સોલિડ, શેલ, ઇન્ટરફેસ વગેરે) ને સામગ્રી નામ સાથે જોડવામાં આવે છે. સામગ્રીની વ્યાખ્યા મેશ ડેટા તરફના !MATERIAL અથવા વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટા તરફના !MATERIAL બ્લોકમાં થાય છે.

સામગ્રી ડેટા પરના નિયંત્રણો વિશ્લેષણ પ્રકાર, તત્ત્વ પ્રકાર અને ઇનપુટ ફાઇલમાં નિર્દિષ્ટ કરવાની પદ્ધતિ—આ ત્રણ બાબત પરથી નક્કી થાય છે. નીચે પહેલાં ઉપલબ્ધ સામગ્રી મોડેલો અને તત્ત્વ/વિશ્લેષણ પ્રકારો વચ્ચેનો સંબંધ (કાર્યક્ષમતાનો સારાંશ), પછી સામગ્રી મોડેલ પસંદ કરવાની વિચારસરણી (સામગ્રી મોડેલ કેવી રીતે પસંદ કરવું) અને ત્યારબાદ દરેક મોડેલની વિશિષ્ટતાઓ (રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા અને આગળ) સમજાવવામાં આવે છે. દરેક કીવર્ડનું સ્વરૂપ અને ડિફૉલ્ટ મૂલ્ય કીવર્ડ સંદર્ભમાં જુઓ.

કાર્યક્ષમતાનો સારાંશ

સામગ્રી ડેટા મુખ્યત્વે માળખાકીય વિશ્લેષણ માટેના યાંત્રિક સામગ્રી મોડેલો અને ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણ/ઉષ્મીય-તાણ વિશ્લેષણ માટેના ઉષ્મીય ગુણધર્મોમાં વહેંચાય છે. માળખાકીય વિશ્લેષણમાં ઉપયોગ મુજબ રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા, અતિસ્થિતિસ્થાપકતા, સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા, શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા, ક્રીપ અથવા વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત સામગ્રી પસંદ કરો. દરેક સ્વતંત્ર સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ છે; સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા, શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા અને ક્રીપમાં સ્થિતિસ્થાપક ભાગ તરીકે રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા એ જ સામગ્રી અંદર સાથે વ્યાખ્યાયિત થાય છે (અતિસ્થિતિસ્થાપકતા પોતાનું વિકૃતિ-ઊર્જા ફંક્શન વાપરે છે, તેથી રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા કઠોરતાનો સંદર્ભ લેતું નથી). ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણમાં ઘનતા, વિશિષ્ટ ઉષ્મા અને ઉષ્મા વાહકતા તત્ત્વોને સોંપવામાં આવે છે.

વર્ગ મુખ્ય ઉપયોગ ઇનપુટમાં મુખ્ય કીવર્ડ્સ મુખ્ય સંદર્ભ
રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા લઘુ-વિરૂપતા રેખીય વિશ્લેષણ, મોડલ વિશ્લેષણ, રેખીય ગતિશીલ વિશ્લેષણ, અરેખીય સામગ્રીનો સ્થિતિસ્થાપક ભાગ !ELASTIC, !MATERIAL ITEM=1 !ELASTIC, !MATERIAL（મેશ ડેટા）
અતિસ્થિતિસ્થાપકતા રબર-સમાન સામગ્રીનો મહા-વિરૂપતા સ્થિતિસ્થાપક પ્રતિભાવ !HYPERELASTIC !HYPERELASTIC
સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા યીલ્ડ પછીની કાયમી વિકૃતિ, ધાતુ પ્લાસ્ટિસિટી, ભૂ-સામગ્રીઓ !PLASTIC !PLASTIC
શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા શિથિલન અને વિલંબ ધરાવતો સમય-આધારિત પ્રતિભાવ !VISCOELASTIC, !TRS !VISCOELASTIC, !TRS
ક્રીપ તાણ હેઠળ સમય સાથે વધતી વિરૂપતા !CREEP !CREEP
ઉષ્મીય ગુણધર્મો ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણ, ઉષ્મીય-તાણ વિશ્લેષણ !MATERIAL ITEM=1 થી 3, !EXPANSION_COEFF !EXPANSION_COEFF
વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત સામગ્રી વપરાશકર્તા-અમલિત સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ !USER_MATERIAL, !ELASTIC TYPE=USER, !HYPERELASTIC TYPE=USER, !PLASTIC YIELD=USER !USER_MATERIAL

માળખાકીય વિશ્લેષણમાં એક જ નામની સામગ્રી મેશ ડેટા અને વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટા બંનેમાં વ્યાખ્યાયિત હોય તો વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટા તરફની વ્યાખ્યાને પ્રાથમિકતા મળે છે. જોકે મેશ ડેટા તરફની સામગ્રી વ્યાખ્યા પોતે જરૂરી છે; વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટા તરફ એ જ નામની સામગ્રી વ્યાખ્યાયિત હોય ત્યારે મેશ ડેટાના મૂલ્યો વપરાતા નથી, તેથી કામચલાઉ મૂલ્યો હોઈ શકે છે. બીજી તરફ ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણમાં વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટામાં સામગ્રી નિર્દેશનને સમર્થન આપતું નથી અને મેશ ડેટામાં આપેલા મૂલ્યો જ વપરાય છે.

વિશ્લેષણ પ્રકાર મુજબનો સંબંધ આ રીતે ગોઠવી શકાય છે. રેખીય સ્થિર વિશ્લેષણ, મોડલ વિશ્લેષણ અને રેખીય ગતિશીલ વિશ્લેષણમાં રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા વપરાય છે. ત્રિ-પરિમાણીય સાતત્યક સોલિડ તત્ત્વો વાપરતા અરેખીય સ્થિર વિશ્લેષણ અને અરેખીય ગતિશીલ વિશ્લેષણમાં રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતાને આધાર બનાવી અતિસ્થિતિસ્થાપકતા, સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા, શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા, ક્રીપ અને વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત સામગ્રીઓ વાપરી શકાય છે. ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણમાં રચનાત્મક સામગ્રી મોડેલ નહીં પરંતુ ઘનતા, વિશિષ્ટ ઉષ્મા અને ઉષ્મા વાહકતા વપરાય છે. વિશ્લેષણ પ્રકારોનો સારાંશ વિશ્લેષણ પ્રકાર માં જુઓ.

તત્ત્વ પ્રકાર પ્રમાણે પણ મર્યાદાઓ છે. ત્રિ-પરિમાણીય સાતત્યક સોલિડ તત્ત્વોમાં માળખાકીય વિશ્લેષણ માટેના અરેખીય સામગ્રી મોડેલો ઉપલબ્ધ છે. સમતલ-તાણ, સમતલ-વિકૃતિ અને અક્ષસમમિત તત્ત્વોમાં મુખ્યત્વે રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા વપરાય છે; આ દ્વિ-પરિમાણીય તત્ત્વો સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા, અતિસ્થિતિસ્થાપકતા, શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા અથવા ક્રીપ સમર્થિત કરતા નથી. શેલ તત્ત્વો રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતાને સમર્થન આપે છે અને એક-સ્તરીય/સ્તરીકૃત તથા સમદિશ/વિષમદિશ નિર્દેશન શક્ય છે; શેલ તત્ત્વો પણ સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા, અતિસ્થિતિસ્થાપકતા, શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા અને ક્રીપ સમર્થિત કરતા નથી. ઇન્ટરફેસ તત્ત્વો ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણમાં ગૅપ ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ અને વિકિરણ માટે છે; તેમની ગૅપ પરિમાણો સામગ્રી ડેટામાં નહીં પરંતુ !SECTION ની ડેટા પંક્તિમાં આપવામાં આવે છે. તત્ત્વ જૂથ નકશીકરણ અને લેમિનેટ ઇનપુટ ઉદાહરણો માટે તત્ત્વ લાઇબ્રેરી પણ જુઓ.

નીચે તત્ત્વ પ્રકારો અને સામગ્રી મોડેલોની ઉપલબ્ધતા સૂચિબદ્ધ છે.

તત્ત્વ પ્રકાર રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા (સમદિશ) રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા (લંબદિશીય/સ્તરીકૃત) અતિસ્થિતિસ્થાપકતા સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા ક્રીપ ઉષ્મીય ગુણધર્મો
ત્રિ-પરિમાણીય સોલિડ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
સમતલ તાણ / સમતલ વિકૃતિ / અક્ષસમમિત ○ — — — — — ○
શેલ (એક-સ્તરીય/સ્તરીકૃત) ○ ○ — — — — —
બીમ / ટ્રસ ○ — — — — — —
ઇન્ટરફેસ — — — — — — ○

(ચિહ્નો: ○ ઉપલબ્ધ / — અસમર્થિત). ઇન્ટરફેસ તત્ત્વના ઉષ્મીય ગુણધર્મો માટે ગૅપ ઉષ્મા સ્થાનાંતરણ અને વિકિરણ !SECTION માં નિર્દિષ્ટ થાય છે.

સામગ્રી વ્યાખ્યા માટે બે માર્ગ છે. મેશ ડેટામાં !SECTION વડે તત્ત્વ જૂથને સામગ્રી નામ સાથે જોડીને !MATERIAL અને !ITEM વડે ગુણધર્મો વ્યાખ્યાયિત થાય છે. વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટામાં !MATERIAL બ્લોક અંદર !ELASTIC, !HYPERELASTIC, !PLASTIC વગેરે મૂકીને સામગ્રી મોડેલ વ્યાખ્યાયિત થાય છે. વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટા તરફ !MATERIAL વ્યાખ્યાયિત હોય તો મેશ ડેટામાં સમાન નામની સામગ્રી વ્યાખ્યા કરતાં વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટાની વ્યાખ્યા વપરાય છે. મેશ ડેટા તરફના !SECTION અને !MATERIAL માટે !SECTION（મેશ ડેટા） અને !MATERIAL（મેશ ડેટા） જુઓ. વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટા તરફના સામગ્રી બ્લોક માટે !MATERIAL（વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટા） જુઓ.

સામગ્રી મોડેલ કેવી રીતે પસંદ કરવું

સામગ્રી મોડેલ પસંદ કરતી વખતે પહેલાં નક્કી કરો કે રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા પૂરતી છે કે નહીં. વિરૂપતા નાની હોય, તાણ યીલ્ડ બિંદુ પાર ન કરે અને સમય-આધારિત શિથિલન અથવા ક્રીપ ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર ન હોય તો રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા વાપરો. મહા-વિરૂપતા સ્થિતિસ્થાપક પ્રતિભાવ માટે અતિસ્થિતિસ્થાપકતા, યીલ્ડ પછીની પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ માટે સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા, શિથિલન સમય ધરાવતી સામગ્રી માટે શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા અને લાંબા સમય સુધી ભાર રાખવાથી વધતી વિરૂપતા માટે ક્રીપ પસંદ કરો.

સમસ્યાની વિશેષતા ઉમેદવાર સામગ્રી મોડેલ નિર્ણયનો માપદંડ
લઘુ વિરૂપતામાં તાણ અને વિકૃતિનો રેખીય સંબંધ રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા યંગનું મોડ્યુલસ અને પોઈસનનું ગુણોત્તરથી દર્શાવી શકાય ત્યારે
મહા વિરૂપતા પછી ભારમુક્તિ કરતાં મૂળ સ્થિતિમાં પાછું આવે અતિસ્થિતિસ્થાપકતા રબર-સમાન સામગ્રી, અરેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા સંભવ જરૂરી હોય ત્યારે
યીલ્ડ બિંદુ પાર કર્યા પછી કાયમી વિકૃતિ રહે સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા યીલ્ડ વિધેય અને કઠીનીકરણ નિયમ પસંદ કરવી જરૂરી હોય ત્યારે
ભાર જાળવણી દરમિયાન તાણ શિથિલન અથવા વિલંબ થાય શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા શિથિલન ગુણાંક અને શિથિલન સમયથી દર્શાવી શકાય ત્યારે
લાંબા સમયના ભાર હેઠળ વિકૃતિ સંગ્રહાય ક્રીપ Norton નિયમ વડે અંદાજી શકાય ત્યારે
અંતર્નિર્મિત મોડેલથી દર્શાવી ન શકાય વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત સામગ્રી બાહ્ય સબરૂટિનમાં સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ અમલમાં મૂકવો હોય ત્યારે

તાપમાન આધારિત વર્તન માટે દરેક સામગ્રી મોડેલનું સમર્થન તપાસો. રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા, ક્રીપ અને ઉષ્મીય વિસ્તરણ ગુણાંક તાપમાન-આધારિત કોષ્ટકોને સમર્થન આપે છે. શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતામાં Prony ગુણાંકોનું તાપમાન આંતરપોલેશન નહીં પરંતુ !TRS વડે તાપમાન શિફ્ટ વપરાય છે. સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતામાં Mises યીલ્ડ સાથે બહુ-રેખીય કઠીનીકરણ હોય ત્યારે તાપમાન-આધારિત કોષ્ટક ઉપલબ્ધ છે. Mohr-Coulomb અને Drucker-Prager તાપમાન આધારિતતા સમર્થિત કરતા નથી.

વિષમદિશતા અથવા લેમિનેટ માટે તત્ત્વ પ્રકારની મર્યાદા પણ ધ્યાનમાં લો. સોલિડ તત્ત્વો લંબદિશીય રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતાને સમર્થન આપે છે. શેલ તત્ત્વો રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા શ્રેણીમાં સમદિશ એક-સ્તરીય, વિષમદિશ એક-સ્તરીય, સમદિશ લેમિનેટ અને વિષમદિશ લેમિનેટને સમર્થન આપે છે. શેલ તત્ત્વમાં અરેખીય સામગ્રી મોડેલ વાપરી શકાય નહીં.

લગભગ અસંકોચ્ય સામગ્રી માટે પોઈસનનું ગુણોત્તર 0.5 ન ગોઠવો. FrontISTR સંપૂર્ણપણે અસંકોચ્ય સામગ્રી નિર્દેશનને સમર્થન આપતું નથી. અસંકોચ્યતાનો પ્રભાવ મોટો હોય તેવી મહા-વિરૂપતા સમસ્યામાં તત્ત્વ સૂત્રીકરણની પસંદગી પણ મહત્વપૂર્ણ છે; તેથી તત્ત્વ લાઇબ્રેરી ના સૂત્રીકરણ વિકલ્પો પણ તપાસો.

રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા

રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા FrontISTR માળખાકીય વિશ્લેષણનું સૌથી મૂળભૂત સામગ્રી મોડેલ છે. રેખીય સ્થિર વિશ્લેષણ, મોડલ વિશ્લેષણ અને રેખીય ગતિશીલ વિશ્લેષણમાં રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા વપરાય છે. સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા, શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા અથવા ક્રીપ વાપરતી વખતે પણ સ્થિતિસ્થાપક ભાગ તરીકે રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા એ જ સામગ્રી અંદર વ્યાખ્યાયિત થાય છે. → વિગતો માટે !ELASTIC જુઓ.

સમદિશ રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતામાં યંગનું મોડ્યુલસ અને પોઈસનનું ગુણોત્તર નિર્દિષ્ટ થાય છે. તાપમાન આધારિતતા માટે યંગનું મોડ્યુલસ અને પોઈસનનું ગુણોત્તરને તાપમાનના ફંક્શન તરીકે કોષ્ટકમાં આપી શકાય છે. લંબદિશીય સામગ્રી માટે ત્રણ દિશાઓના યંગનું મોડ્યુલસ, ત્રણ પોઈસન ગુણોત્તરો અને ત્રણ કાતર મોડ્યુલસ—કુલ નવ સ્વતંત્ર અચળાંકો—નિર્દિષ્ટ થાય છે. લંબદિશીયતા માટે સામગ્રી નિર્દેશાંક તંત્ર જરૂરી હોવાથી અનુરૂપ !SECTION માં સ્થાનિક નિર્દેશાંક તંત્ર નિર્દિષ્ટ કરો.

મેશ ડેટા તરફ રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા નિર્દિષ્ટ કરવા !SECTION અને !MATERIAL સાથે વાપરો. નીચેના ઉદાહરણમાં સોલિડ તત્ત્વ જૂથ ALL ને સામગ્રી M1 સોંપી ITEM=1 માં યંગનું મોડ્યુલસ અને પોઈસનનું ગુણોત્તર, ITEM=2 માં દ્રવ્યમાન ઘનતા અને ITEM=3 માં રેખીય વિસ્તરણ ગુણાંક વ્યાખ્યાયિત છે.

!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

શેલ તત્ત્વોમાં રેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા શ્રેણી માટે એકલ સ્તર અને લેમિનેટ બંને નિર્દિષ્ટ કરી શકાય છે. સમદિશ એક-સ્તરીય સામગ્રી માટે SUBITEM=4 અને વિષમદિશ એક-સ્તરીય સામગ્રી માટે SUBITEM=9 વાપરો. લેમિનેટમાં દરેક સ્તરના સામગ્રી અચળાંકો અને સ્તર વજનો એ જ !ITEM અંદર ગોઠવાય છે. સ્તર વજનો તેમના કુલ મૂલ્યથી સામાન્યીકૃત થઈ જાડાઈ-દિશા સમાકલન વજનો તરીકે વપરાય છે. સમગ્ર શેલની ભૌતિક જાડાઈ !SECTION, TYPE=SHELL ના જાડાઈ વડે નિર્દિષ્ટ થાય છે.

સમદિશ સામગ્રીના એક-સ્તરીય શેલનું ઉદાહરણ નીચે છે.

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

સમદિશ સામગ્રીના બે-સ્તરીય સ્તરીકૃત શેલનું ઉદાહરણ નીચે છે.

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

વિષમદિશ સામગ્રીના એક-સ્તરીય શેલનું ઉદાહરણ નીચે છે. વિષમદિશતા કોણ ડિગ્રીમાં નિર્દિષ્ટ થાય છે.

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

વિષમદિશ સામગ્રીના બે-સ્તરીય સ્તરીકૃત શેલનું ઉદાહરણ નીચે છે.

!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

અતિસ્થિતિસ્થાપકતા

અતિસ્થિતિસ્થાપકતા એ વિકૃતિ-ઊર્જા ફંક્શન પરથી તાણ વ્યાખ્યાયિત કરતું અરેખીય સ્થિતિસ્થાપકતા સામગ્રી છે. ભારમુક્તિ પછી મૂળ સ્થિતિમાં પાછા આવતા રબર-સમાન સામગ્રીઓના મહા વિરૂપતા માટે વપરાય છે. ઇનપુટમાં !MATERIAL બ્લોક અંદર !HYPERELASTIC નિર્દિષ્ટ કરો. → વિગતો માટે !HYPERELASTIC જુઓ.

FrontISTR નીચેના અતિસ્થિતિસ્થાપકતા મોડેલોને સમર્થન આપે છે. OGDEN મોડેલ સમર્થિત નથી.

મોડેલ ઇનપુટ પ્રકાર મુખ્ય ગુણાંકો વિશેષતા
Neo-Hookean NEOHOOKE \(C_{10}\), \(D\) Mooney-Rivlin ના \(C_{01}=0\) સમકક્ષ સરળ સમદિશ અતિસ્થિતિસ્થાપકતા મોડેલ
Mooney-Rivlin MOONEY-RIVLIN \(C_{10}\), \(C_{01}\), \(D\) બે ઘટાડેલ અપરિવર્તકો વાપરતું સમદિશ અતિસ્થિતિસ્થાપકતા મોડેલ
Arruda-Boyce ARRUDA-BOYCE \(\mu\), \(\lambda_m\), \(D\) આણ્વિક-શૃંખલા જાળ આધારિત રબર-સમાન સામગ્રી મોડેલ
વિષમદિશ Mooney-Rivlin MOONEY-RIVLIN-ANISO ઇનપુટમાં 10 ગુણાંકો વાંચે છે, પરંતુ વર્તમાન સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ પ્રથમ 5 વાપરે છે તંતુ દિશા જેવી વિષમદિશતા ધરાવતો અતિસ્થિતિસ્થાપકતા પ્રતિભાવ દર્શાવતું મોડેલ
વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત અતિસ્થિતિસ્થાપકતા USER વપરાશકર્તા અચળાંકો બાહ્ય સબરૂટિન વડે અતિસ્થિતિસ્થાપકતા સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ અમલમાં મૂકતું મોડેલ

અતિસ્થિતિસ્થાપકતામાં આયતન ફેરફાર માટે ગુણાંક \(D\) વડે સંકોચ્યતા દર્શાવવામાં આવે છે. સંપૂર્ણપણે અસંકોચ્ય સામગ્રી સમર્થિત નથી, તેથી પોઈસનનું ગુણોત્તર \(\nu=0.5\) સમકક્ષ નિર્દેશન વાપરશો નહીં. લગભગ અસંકોચ્ય સામગ્રી માટે અતિસ્થિતિસ્થાપકતા ગુણાંકો ઉપરાંત તત્ત્વ સૂત્રીકરણ પણ યોગ્ય પસંદ કરવું જરૂરી છે.

અતિસ્થિતિસ્થાપકતા ડિફૉલ્ટ રૂપે Total Lagrange માળખુંમાં સંભાળાય છે. વિકૃતિ-ઊર્જા ફંક્શન, તાણ અને સ્પર્શીય કઠોરતાની વ્યાખ્યા માટે અતિસ્થિતિસ્થાપકતા (સિદ્ધાંત) જુઓ.

સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા

સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા સામગ્રી સ્થિતિસ્થાપક ક્ષેત્ર અને પ્લાસ્ટિક ક્ષેત્રને યીલ્ડ વિધેયથી વહેંચે છે અને યીલ્ડ પછીનો પ્રતિભાવ કઠીનીકરણ નિયમ વડે દર્શાવે છે. ઇનપુટમાં એ જ !MATERIAL બ્લોકમાં !ELASTIC અને !PLASTIC જોડીને વાપરો. → વિગતો માટે !PLASTIC જુઓ.

FrontISTR માં યીલ્ડ વિધેય અને કઠીનીકરણ નિયમ જોડીને સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા મોડેલ નિર્દિષ્ટ થાય છે. સમર્થન નીચે મુજબ છે.

યીલ્ડ વિધેય ઇનપુટ પ્રકાર સમર્થિત કઠીનીકરણ નિયમો મુખ્ય ઉપયોગ
Mises MISES BILINEAR, MULTILINEAR, SWIFT, RAMBERG-OSGOOD, KINEMATIC, COMBINED ધાતુઓ વગેરેનું સમદિશ યીલ્ડ-વર્તન
Mohr-Coulomb MOHR-COULOMB BILINEAR, MULTILINEAR ઘર્ષણ કોણ અને સંસક્તિ વડે દર્શાવાતી માટી/શિલા સામગ્રીઓ
Drucker-Prager DRUCKER-PRAGER BILINEAR, MULTILINEAR Mohr-Coulomb નું સુગમ દબાણ-આધારિત યીલ્ડ અનુમાન
વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત યીલ્ડ USER વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત બાહ્ય સબરૂટિનમાં સ્પર્શીય કઠોરતા અને પરત-નકશીકરણ અમલમાં મૂકવા માટે

Mises યીલ્ડના બહુ-રેખીય કઠીનીકરણમાં તાપમાન-આધારિત કોષ્ટકો સમર્થિત છે. Mises યીલ્ડના દ્વિ-રેખીય કઠીનીકરણ, Swift કઠીનીકરણ, Ramberg-Osgood કઠીનીકરણ, ગતિકીય કઠીનીકરણ અને સંયુક્ત કઠીનીકરણ અચળાંક વ્યંજકો તરીકે મૂલ્યાંકિત થાય છે. Mohr-Coulomb અને Drucker-Prager તાપમાન આધારિતતા સમર્થિત કરતા નથી. બહુ-રેખીય કઠીનીકરણ માટે પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ ઋણ ન હોવી જોઈએ અને પ્રથમ પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ 0 હોવી જરૂરી છે.

શેલ, સમતલ-તાણ, સમતલ-વિકૃતિ અને અક્ષસમમિત તત્ત્વો સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા સમર્થિત કરતા નથી. સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા સામગ્રી માટે ત્રિ-પરિમાણીય સાતત્યક સોલિડ તત્ત્વો વાપરો.

સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા ડિફૉલ્ટ રૂપે Updated Lagrange માળખુંમાં સંભાળાય છે. !PLASTIC માં INFINITESIMAL નિર્દિષ્ટ હોય તો લઘુ-વિરૂપતા સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ તરીકે વર્તે છે. તાણ અપડેટ માટે પરત-નકશીકરણ આધારિત સમાકલન થાય છે; અલ્ગોરિધમની વિગતો સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા (સિદ્ધાંત) માં જુઓ.

શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા

શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા એ સ્થિતિસ્થાપક પ્રતિભાવમાં સમય-આધારિત શિથિલન ઉમેરતું સામગ્રી મોડેલ છે. FrontISTR સામાન્યકૃત Maxwell મોડેલને Prony શ્રેણી તરીકે ઇનપુટ કરે છે. એ જ !MATERIAL બ્લોકમાં !ELASTIC અને !VISCOELASTIC વ્યાખ્યાયિત કરો. → વિગતો માટે !VISCOELASTIC જુઓ.

Prony શ્રેણીમાં શિથિલન ગુણાંક અને શિથિલન સમયની જોડીઓ અનેક પંક્તિઓમાં નિર્દિષ્ટ થાય છે. શિથિલન સમય 0 હોઈ શકતો નથી. તાપમાન આધારિતતા ધ્યાનમાં લેવી હોય તો !TRS ને !VISCOELASTIC પછી મૂકી તાપમાન શિફ્ટ ગુણક નિર્દિષ્ટ કરો. → વિગતો માટે !TRS જુઓ.

તાપમાન શિફ્ટ માટે WLF અને Arrhenius પ્રકારો છે; બંને શિફ્ટ ગુણક \(A\) ને વિશ્લેષણ તાપમાન \(\theta\) અને સંદર્ભ તાપમાન \(\theta_0\) ના ફંક્શન તરીકે આપે છે. ઇનપુટમાં બંને માટે બે સામગ્રી અચળાંકો (C1, C2) અને સંદર્ભ તાપમાન આપવામાં આવે છે, પરંતુ તેમનો અર્થ પસંદ કરેલા શિફ્ટ મોડેલ અનુસાર જુદો છે (WLF માં Williams-Landel-Ferry સમીકરણના બે ગુણાંકો, Arrhenius માં સક્રિયણ-ઊર્જા સંબંધિત બે ગુણાંકો). ચોક્કસ ફંક્શન રૂપ અને શિફ્ટ-ગુણક વ્યુત્પત્તિ માટે સિદ્ધાંત મેન્યુઅલ શ્યાન-સ્થિતિસ્થાપકતા જુઓ.

ક્રીપ

ક્રીપ એ અચળાંક ભાર અથવા અચળાંક તાણ હેઠળ સમય સાથે વિકૃતિ વધવાની ઘટના માટેનું સામગ્રી મોડેલ છે. FrontISTR નું !CREEP Norton નિયમને સમર્થન આપે છે. એ જ !MATERIAL બ્લોકમાં !ELASTIC અને !CREEP વ્યાખ્યાયિત કરો. → વિગતો માટે !CREEP જુઓ.

Norton નિયમમાં ક્રીપ વિકૃતિ દર સમકક્ષ તાણ, સમય અને સામગ્રી અચળાંકો \(A\), \(n\), \(m\) ના ઘાત-નિયમ રૂપમાં દર્શાવવામાં આવે છે (ચોક્કસ ફંક્શન રૂપ માટે સિદ્ધાંત મેન્યુઅલ ક્રીપ જુઓ). સામગ્રી અચળાંકો તાપમાન-આધારિત કોષ્ટકોને સમર્થન આપે છે તેથી દરેક તાપમાન માટે મૂલ્યો આપી શકાય છે.

!CREEP નું TYPE=USER સમર્થિત નથી. ક્રીપ ધરાવતો કસ્ટમ સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ અમલમાં મૂકવા વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત સામગ્રી વાપરો.

ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણ માટે સામગ્રી ગુણધર્મો

ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણમાં માળખાકીય વિશ્લેષણ માટેની સ્થિતિસ્થાપક/પ્લાસ્ટિક સામગ્રીઓ બદલે ઘનતા, વિશિષ્ટ ઉષ્મા અને ઉષ્મા વાહકતા વ્યાખ્યાયિત થાય છે. લિંક, સમતલ, સોલિડ અને શેલ તત્ત્વો માટે મેશ ડેટા તરફના !MATERIAL માં ITEM=1 થી 3 વાપરો. ઉષ્મીય ગુણધર્મો તાપમાન-આધારિત કોષ્ટક તરીકે આપી શકાય છે.

નીચેના ઉદાહરણમાં સામગ્રી M1 માટે ઘનતા, વિશિષ્ટ ઉષ્મા અને ઉષ્મા વાહકતા તાપમાન-આધારિત રીતે વ્યાખ્યાયિત છે. SECTION વડે સોલિડ તત્ત્વ જૂથ ALL ને સામગ્રી M1 સોંપ્યા પછી !MATERIAL ના ITEM=1 માં ઘનતા, ITEM=2 માં વિશિષ્ટ ઉષ્મા અને ITEM=3 માં ઉષ્મા વાહકતા, દરેકને તાપમાન સાથેની જોડી તરીકે આપો.

!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.

ઇન્ટરફેસ તત્ત્વમાં સામગ્રી ડેટા વપરાતું નથી; !SECTION, TYPE=INTERFACE ની ડેટા પંક્તિમાં ગૅપ પહોળાઈ, ગૅપ ઉષ્મા-સ્થાનાંતરણ ગુણાંક અને વિકિરણ ગુણાંક નિર્દિષ્ટ થાય છે.

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

શેલ તત્ત્વના ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણમાં સોલિડ તત્ત્વ જેવી જ રીતે સામગ્રી !MATERIAL વડે ઉષ્મીય ગુણધર્મો નિર્દિષ્ટ થાય છે. શેલ જાડાઈ અને જાડાઈ-દિશા સંકલન-બિંદુ સંખ્યા !SECTION તરફ નિર્દિષ્ટ થાય છે.

ઉષ્મીય-તાણ વિશ્લેષણમાં તાપમાન ક્ષેત્ર પરથી ઉષ્મીય વિકૃતિ ગણવા રેખીય વિસ્તરણ ગુણાંક વ્યાખ્યાયિત થાય છે. સમદિશ અને લંબદિશીય ઉષ્મીય વિસ્તરણ ગુણાંકો બંને સમર્થિત છે અને તાપમાન આધારિતતા પણ નિર્દિષ્ટ કરી શકાય છે. → વિગતો માટે !EXPANSION_COEFF જુઓ. માળખાકીય/ગતિશીલ વિશ્લેષણમાં વપરાતી દ્રવ્યમાન ઘનતા વિશ્લેષણ નિયંત્રણ ડેટા તરફ આપવી હોય તો !DENSITY જુઓ. ઉષ્મા વહન વિશ્લેષણની ઘનતા અહીં બતાવેલા મેશ-ડેટા !MATERIAL ITEM=1 વડે નિર્દિષ્ટ થાય છે.

વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત સામગ્રી

વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત સામગ્રી FrontISTR માં અંતર્નિર્મિત સામગ્રીઓથી દર્શાવી ન શકાય તેવા સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમો બાહ્ય સબરૂટિનમાં અમલમાં મૂકવાનો પ્રવેશબિંદુ છે. ઇનપુટમાં !USER_MATERIAL વડે સ્થિતિ ચલોની સંખ્યા અને વપરાશકર્તા અચળાંકો આપો. → વિગતો માટે !USER_MATERIAL જુઓ.

!USER_MATERIAL ડિફૉલ્ટ રૂપે Updated Lagrange પ્રકાર સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમ તરીકે સંભાળાય છે અને KIRCHHOFF નિર્દેશ વડે Total Lagrange પ્રકાર તરીકે સંભાળાય છે. સ્થિતિ ચલોની સંખ્યા NSTATUS વડે નિર્દિષ્ટ થાય છે. ડેટા પંક્તિમાં મહત્તમ 100 વપરાશકર્તા અચળાંકો આપી શકાય છે. આ અચળાંકો અને સ્થિતિ ચલો વપરાશકર્તા સબરૂટિનમાં સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમના આંતરિક ચલો તરીકે વપરાય છે.

!USER_MATERIAL માં સામગ્રી-પ્રતિભાવ નિયમનું મુખ્ય ભાગ uMatlMatrix અને uUpdate વડે અમલમાં મૂકાય છે. uMatlMatrix સામગ્રી સ્પર્શીય કઠોરતા આપે છે અને uUpdate તાણ તથા સ્થિતિ ચલો અપડેટ કરે છે. લઘુ-વિરૂપતા વપરાશકર્તા સ્થિતિસ્થાપકતા માટે !ELASTIC, TYPE=USER, વપરાશકર્તા અતિસ્થિતિસ્થાપકતા મોડેલ માટે !HYPERELASTIC, TYPE=USER વાપરો; સ્થિતિસ્થાપક પ્રતિભાવ uElasticMatrix અને uElasticUpdate માં અમલમાં મૂકો. વપરાશકર્તા-વ્યાખ્યાયિત યીલ્ડ વિધેય માટે !PLASTIC, YIELD=USER વાપરી સ્થિતિસ્થાપક-પ્લાસ્ટિકતા સ્પર્શીય કઠોરતા અને પરત-નકશીકરણ અમલમાં મૂકો.

સંબંધિત વિષયો