לדלג לתוכן

נתוני חומר

ב-FrontISTR, "חומר" הוא יחידה בעלת שם המשמשת לניהול מרוכז של נתוני תכונות החומר המוקצים לאלמנטים. באופן ספציפי, היא מרכזת תחת שם אחד ערכי תכונות כגון קבועים אלסטיים, צפיפות ומוליכות תרמית, וכן פרמטרים של חוקים קונסטיטוטיביים כגון אלסטו־פלסטיות, ויסקו־אלסטיות וזחילה. ההקצאה לקבוצות אלמנטים נעשית באמצעות !SECTION, המקשר בין סוג האלמנט (מוצק, מעטפת, ממשק וכו') לבין שם החומר. תוכן החומר עצמו מוגדר באמצעות !MATERIAL בצד נתוני הרשת או באמצעות בלוק !MATERIAL בצד נתוני בקרת האנליזה.

האילוצים על נתוני חומר נקבעים משלושה גורמים: סוג האנליזה, סוג האלמנט ואופן הציון בקובץ הקלט. להלן מסוכמת תחילה ההתאמה בין מודלי החומר הזמינים לבין סוגי האלמנטים והאנליזה (סקירת הפונקציות), לאחר מכן מוסברים השיקולים לבחירת מודל חומר (בחירת מודל חומר), ולבסוף מפורט המפרט של כל מודל (מ-אלסטיות ליניארית ואילך). לתחביר ולערכי ברירת המחדל של כל מילת מפתח ראו את רפרנס מילות המפתח.

סקירת הפונקציות

ניתן לחלק באופן כללי את נתוני החומר למודלים מכניים של חומר המשמשים באנליזה מבנית ולתכונות תרמיות המשמשות באנליזת הולכת חום ובאנליזת מאמץ תרמי. באנליזה מבנית בוחרים לפי הצורך באלסטיות ליניארית, היפראלסטיות, אלסטו־פלסטיות, ויסקו־אלסטיות, זחילה או חומר המוגדר על ידי המשתמש. כל אחד מהם הוא חוק קונסטיטוטיבי עצמאי; במודלים אלסטו־פלסטיים, ויסקו־אלסטיים ובזחילה משתמשים באותו חומר גם באלסטיות ליניארית עבור החלק האלסטי (היפראלסטיות משתמשת בפונקציית אנרגיית עיבור משלה ולכן אינה מפנה לקשיחות אלסטית ליניארית). באנליזת הולכת חום מוקצים לאלמנטים צפיפות, קיבול חום סגולי ומוליכות תרמית.

סיווג שימושים עיקריים מילות מפתח עיקריות בקלט הפניות עיקריות
אלסטיות ליניארית אנליזה ליניארית בדפורמציה קטנה, אנליזה מודאלית, אנליזה דינמית ליניארית, החלק האלסטי של חומרים לא־ליניאריים !ELASTIC, !MATERIAL ITEM=1 !ELASTIC, !MATERIAL (נתוני רשת)
היפראלסטיות תגובה אלסטית בדפורמציה גדולה של חומרים דמויי גומי וכדומה !HYPERELASTIC !HYPERELASTIC
אלסטו־פלסטיות עיבור קבוע לאחר כניעה, פלסטיות של מתכות, חומרי קרקע !PLASTIC !PLASTIC
ויסקו־אלסטיות תגובה תלוית־זמן הכוללת הרפיה או השהיה !VISCOELASTIC, !TRS !VISCOELASTIC, !TRS
זחילה דפורמציה המתקדמת עם הזמן תחת מאמץ !CREEP !CREEP
תכונות תרמיות אנליזת הולכת חום, אנליזת מאמץ תרמי !MATERIAL ITEM=1–3, !EXPANSION_COEFF !EXPANSION_COEFF
חומר המוגדר על ידי המשתמש חוק קונסטיטוטיבי שמומש על ידי המשתמש !USER_MATERIAL, !ELASTIC TYPE=USER, !HYPERELASTIC TYPE=USER, !PLASTIC YIELD=USER !USER_MATERIAL

באנליזה מבנית, אם חומר בעל אותו שם מוגדר גם בנתוני הרשת וגם בנתוני בקרת האנליזה, ההגדרה בצד נתוני בקרת האנליזה מקבלת עדיפות. עם זאת, עצם הגדרת החומר בצד נתוני הרשת עדיין נדרשת; כאשר חומר בעל אותו שם מוגדר בנתוני בקרת האנליזה, הערכים בצד נתוני הרשת אינם נקראים ולכן יכולים להיות ערכי דמה. לעומת זאת, באנליזת הולכת חום אין תמיכה בציון חומר בנתוני בקרת האנליזה, והערכים שהוגדרו בנתוני הרשת משמשים כפי שהם.

ניתן לסכם את התמיכה לפי סוג האנליזה כך: באנליזה סטטית ליניארית, באנליזה מודאלית ובאנליזה דינמית ליניארית משתמשים באלסטיות ליניארית. באנליזה סטטית לא־ליניארית ובאנליזה דינמית לא־ליניארית המשתמשות באלמנטים מוצקים רציפים תלת־ממדיים ניתן להשתמש, על בסיס אלסטיות ליניארית, בהיפראלסטיות, אלסטו־פלסטיות, ויסקו־אלסטיות, זחילה וחומרים המוגדרים על ידי המשתמש. באנליזת הולכת חום משתמשים בצפיפות, קיבול חום סגולי ומוליכות תרמית ולא במודלים של חומר מבני. לסקירה של סוגי האנליזה ראו סוגי אנליזה.

קיימות גם מגבלות לפי סוג האלמנט. באלמנטים מוצקים רציפים תלת־ממדיים ניתן להשתמש במודלי חומר לא־ליניאריים לאנליזה מבנית. באלמנטי מאמץ מישורי, עיבור מישורי וציר־סימטריים משתמשים בעיקר באלסטיות ליניארית. משפחות אלמנטים דו־ממדיות אלה אינן תומכות באלסטו־פלסטיות, היפראלסטיות, ויסקו־אלסטיות או זחילה. אלמנטי מעטפת תומכים באלסטיות ליניארית וניתן להגדיר בהם שכבה יחידה או למינציה, וכן איזוטרופיה או אנאיזוטרופיה. אלמנטי מעטפת אינם תומכים באלסטו־פלסטיות, היפראלסטיות, ויסקו־אלסטיות או זחילה. אלמנטי ממשק משמשים באנליזת הולכת חום לטיפול במעבר חום ובקרינה במרווח; פרמטרי המרווח מוגדרים בשורת הנתונים של !SECTION ולא כנתוני חומר. לדוגמאות של שיוך לקבוצות אלמנטים ושל קלט למינציה ראו גם ספריית האלמנטים.

להלן טבלה המסכמת את זמינות מודלי החומר לפי סוג האלמנט.

סוג אלמנט אלסטיות ליניארית (איזוטרופית) אלסטיות ליניארית (אורתוטרופית/למינציה) היפראלסטיות אלסטו־פלסטיות ויסקו־אלסטיות זחילה תכונות תרמיות
מוצק תלת־ממדי ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
מאמץ מישורי / עיבור מישורי / ציר־סימטרי ○ — — — — — ○
מעטפת (שכבה יחידה/למינציה) ○ ○ — — — — —
קורה / מסבך ○ — — — — — —
ממשק — — — — — — ○

(סימנים: ○ זמין / — לא נתמך). עבור אלמנטי ממשק, תכונות תרמיות של מעבר חום וקרינה במרווח מוגדרות באמצעות !SECTION.

יש שני מסלולים להגדרת חומרים. בנתוני רשת, !SECTION מקשר קבוצת אלמנטים לשם חומר, ו-!MATERIAL ו-!ITEM מגדירים את התכונות. בנתוני בקרת אנליזה, מגדירים מודלי חומר על ידי הצבת !ELASTIC, !HYPERELASTIC, !PLASTIC וכדומה בתוך בלוק !MATERIAL. אם !MATERIAL מוגדר בצד נתוני בקרת האנליזה, הגדרה זו משמשת במקום הגדרת החומר בעל אותו שם בנתוני הרשת. לפרטי !SECTION ו-!MATERIAL בצד נתוני הרשת ראו !SECTION (נתוני רשת) ו-!MATERIAL (נתוני רשת). לבלוק החומר בצד נתוני בקרת האנליזה ראו !MATERIAL (נתוני בקרת אנליזה).

בחירת מודל חומר

בעת בחירת מודל חומר, יש לקבוע תחילה אם אלסטיות ליניארית מספיקה. משתמשים באלסטיות ליניארית כאשר הדפורמציה קטנה, המאמץ אינו עובר את נקודת הכניעה ואין צורך להביא בחשבון הרפיה תלוית־זמן או זחילה. בוחרים בהיפראלסטיות עבור תגובה אלסטית בדפורמציה גדולה, באלסטו־פלסטיות עבור עיבור פלסטי לאחר כניעה, בוויסקו־אלסטיות עבור חומרים בעלי זמני הרפיה, ובזחילה עבור דפורמציה המתקדמת במהלך החזקת עומס לאורך זמן.

מאפייני הבעיה מודל חומר אפשרי קו מנחה
דפורמציה קטנה וקשר ליניארי בין מאמץ לעיבור אלסטיות ליניארית כאשר מודול יאנג ויחס פואסון מספיקים
חוזר לצורה המקורית לאחר הסרת העומס גם בדפורמציה גדולה היפראלסטיות חומר דמוי גומי או כאשר נדרש פוטנציאל אלסטי לא־ליניארי
נשאר עיבור קבוע לאחר מעבר נקודת הכניעה אלסטו־פלסטיות כאשר יש לבחור פונקציית כניעה וחוק הקשיה
מתרחשת הרפיית מאמץ או תגובה מושהית בזמן החזקת עומס ויסקו־אלסטיות כאשר ניתן לתאר את ההתנהגות באמצעות מקדמי הרפיה וזמני הרפיה
עיבור מצטבר תחת עומס ממושך זחילה כאשר חוק Norton מספק קירוב מתאים
לא ניתן לייצג באמצעות המודלים הקיימים חומר המוגדר על ידי המשתמש כאשר מממשים את החוק הקונסטיטוטיבי בתת־שגרה חיצונית

כאשר נדרשת תלות בטמפרטורה, יש לבדוק את התמיכה בכל מודל חומר. אלסטיות ליניארית, זחילה ומקדם ההתפשטות התרמית תומכים בטבלאות תלויות־טמפרטורה. בוויסקו־אלסטיות משתמשים בהזזת טמפרטורה באמצעות !TRS ולא באינטרפולציית טמפרטורה של מקדמי Prony עצמם. באלסטו־פלסטיות ניתן להשתמש בטבלאות תלויות־טמפרטורה כאשר משתמשים בהקשיה רב־ליניארית עם כניעת Mises. Mohr-Coulomb ו-Drucker-Prager אינם תומכים בתלות בטמפרטורה.

כאשר מטפלים באנאיזוטרופיה או בלמינציה, יש לשים לב גם לסוג האלמנט. אלמנטים מוצקים תומכים באלסטיות ליניארית אורתוטרופית. אלמנטי מעטפת תומכים, בתחום האלסטיות הליניארית, בשכבה איזוטרופית יחידה, בשכבה אנאיזוטרופית יחידה, בלמינציה איזוטרופית ובלמינציה אנאיזוטרופית. אי אפשר להשתמש במודלי חומר לא־ליניאריים עם אלמנטי מעטפת.

בחומרים כמעט בלתי־דחיסים אין להגדיר יחס פואסון של 0.5. FrontISTR אינו תומך בציון חומר בלתי־דחיס לחלוטין. בבעיות דפורמציה גדולה שבהן השפעת אי־הדחיסות חזקה, גם בחירת ניסוח האלמנט חשובה; יש לבדוק במקביל את אפשרויות הניסוח בספריית האלמנטים.

אלסטיות ליניארית

אלסטיות ליניארית היא מודל החומר הבסיסי ביותר באנליזה המבנית של FrontISTR. באנליזה סטטית ליניארית, באנליזה מודאלית ובאנליזה דינמית ליניארית משתמשים באלסטיות ליניארית. גם כאשר משתמשים באלסטו־פלסטיות, ויסקו־אלסטיות או זחילה, מגדירים באותו חומר אלסטיות ליניארית עבור החלק האלסטי. ← לפרטים ראו !ELASTIC.

באלסטיות ליניארית איזוטרופית מציינים את מודול יאנג ואת יחס פואסון. כאשר מגדירים תלות בטמפרטורה, ניתן לטבל את מודול יאנג ואת יחס פואסון כפונקציות של הטמפרטורה. באורתוטרופיה מציינים בסך הכול תשעה קבועים בלתי־תלויים: מודולי יאנג בשלושה כיוונים, שלושה יחסי פואסון ושלושה מודולי גזירה. מאחר שאורתוטרופיה דורשת מערכת קואורדינטות של החומר, יש לציין מערכת קואורדינטות מקומית ב-!SECTION המתאים.

כדי לציין אלסטיות ליניארית בנתוני הרשת, משלבים !SECTION ו-!MATERIAL. בדוגמה הבאה מוקצה החומר M1 לקבוצת האלמנטים המוצקים ALL; ITEM=1 מגדיר את מודול יאנג ואת יחס פואסון, ITEM=2 את צפיפות המסה ו-ITEM=3 את מקדם ההתפשטות הליניארית.

!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

באלמנטי מעטפת ניתן, בתחום האלסטיות הליניארית, להגדיר שכבה יחידה או למינציה. עבור חומר איזוטרופי בשכבה יחידה משתמשים ב-SUBITEM=4, ועבור חומר אנאיזוטרופי בשכבה יחידה ב-SUBITEM=9. בלמינציה מסדרים את קבועי החומר ומשקלי השכבות עבור מספר השכבות בתוך אותו !ITEM. משקלי השכבות מנורמלים לפי סכומם ומשמשים כמשקלי אינטגרציה בכיוון העובי. העובי הפיזי של המעטפת כולה מוגדר באמצעות העובי ב-!SECTION, TYPE=SHELL.

להלן דוגמה למעטפת בשכבה יחידה מחומר איזוטרופי.

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

להלן דוגמה למעטפת למינציה בת שתי שכבות מחומרים איזוטרופיים.

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

להלן דוגמה למעטפת בשכבה יחידה מחומר אנאיזוטרופי. זווית האנאיזוטרופיה מוגדרת במעלות.

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

להלן דוגמה למעטפת למינציה בת שתי שכבות מחומרים אנאיזוטרופיים.

!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

היפראלסטיות

היפראלסטיות היא מודל חומר אלסטי לא־ליניארי שבו המאמץ מוגדר מפונקציית אנרגיית עיבור. משתמשים בו לחומרים דמויי גומי החוזרים לצורתם המקורית לאחר הסרת העומס גם לאחר דפורמציה גדולה. בקלט מציינים !HYPERELASTIC בתוך בלוק !MATERIAL. ← לפרטים ראו !HYPERELASTIC.

FrontISTR תומך במודלים ההיפראלסטיים הבאים. מודל OGDEN אינו נתמך.

מודל סוג בקלט מקדמים עיקריים מאפיינים
Neo-Hookean NEOHOOKE \(C_{10}\), \(D\) מודל היפראלסטי איזוטרופי פשוט השקול ל-\(C_{01}=0\) ב-Mooney-Rivlin
Mooney-Rivlin MOONEY-RIVLIN \(C_{10}\), \(C_{01}\), \(D\) מודל היפראלסטי איזוטרופי המשתמש בשני אינווריאנטים מופחתים
Arruda-Boyce ARRUDA-BOYCE \(\mu\), \(\lambda_m\), \(D\) מודל חומר דמוי גומי המבוסס על רשת שרשראות מולקולריות
Mooney-Rivlin אנאיזוטרופי MOONEY-RIVLIN-ANISO בקלט נקראים עשרה מקדמים, אך החוק הקונסטיטוטיבי הנוכחי משתמש בחמשת הראשונים מודל המייצג תגובה היפראלסטית אנאיזוטרופית, למשל בכיוון סיבים
היפראלסטיות המוגדרת על ידי המשתמש USER קבועי משתמש מודל שבו החוק הקונסטיטוטיבי ההיפראלסטי ממומש בתת־שגרה חיצונית

בהיפראלסטיות, הדחיסות מיוצגת באמצעות המקדם \(D\) הקשור לשינוי נפח. חומרים בלתי־דחיסים לחלוטין אינם נתמכים, ולכן אין להשתמש בהגדרה השקולה ליחס פואסון של \(\nu=0.5\). בחומרים כמעט בלתי־דחיסים יש לבחור לא רק את מקדמי המודל ההיפראלסטי אלא גם את ניסוח האלמנט המתאים.

היפראלסטיות מטופלת כברירת מחדל במסגרת שיטת Total Lagrange. להגדרות של פונקציית אנרגיית העיבור, המאמץ והקשיחות המשיקית ראו היפראלסטיות (תיאוריה).

אלסטו־פלסטיות

אלסטו־פלסטיות היא מודל חומר המפריד בין התחום האלסטי לתחום הפלסטי באמצעות פונקציית כניעה ומתאר את התגובה לאחר הכניעה באמצעות חוק הקשיה. בקלט משלבים !ELASTIC ו-!PLASTIC בתוך אותו בלוק !MATERIAL. ← לפרטים ראו !PLASTIC.

ב-FrontISTR מודל אלסטו־פלסטי מוגדר באמצעות שילוב של פונקציית כניעה וחוק הקשיה. תחום התמיכה הוא כדלהלן.

פונקציית כניעה סוג בקלט חוקי הקשיה נתמכים שימושים עיקריים
Mises MISES BILINEAR, MULTILINEAR, SWIFT, RAMBERG-OSGOOD, KINEMATIC, COMBINED כניעה איזוטרופית כגון במתכות
Mohr-Coulomb MOHR-COULOMB BILINEAR, MULTILINEAR חומרי קרקע וסלע המתוארים באמצעות זווית חיכוך וקוהזיה
Drucker-Prager DRUCKER-PRAGER BILINEAR, MULTILINEAR כניעה תלוית־לחץ המקרבת באופן חלק את Mohr-Coulomb
כניעה המוגדרת על ידי המשתמש USER מוגדר על ידי המשתמש כאשר מממשים קשיחות משיקית ומיפוי חזרה בתת־שגרה חיצונית

הקשיה רב־ליניארית עם כניעת Mises תומכת בטבלאות תלויות־טמפרטורה. הקשיה דו־ליניארית, הקשיית Swift, הקשיית Ramberg-Osgood, הקשיה קינמטית והקשיה משולבת עם כניעת Mises מוערכות כביטויים בעלי קבועים. Mohr-Coulomb ו-Drucker-Prager אינם תומכים בתלות בטמפרטורה. בעת שימוש בהקשיה רב־ליניארית, יש להזין את הנתונים כך שהעיבור הפלסטי לא יהיה שלילי ושהעיבור הפלסטי הראשון יהיה 0.

אלמנטי מעטפת, אלמנטי מאמץ מישורי, אלמנטי עיבור מישורי ואלמנטים ציר־סימטריים אינם תומכים באלסטו־פלסטיות. עבור חומרים אלסטו־פלסטיים יש להשתמש באלמנטים מוצקים רציפים תלת־ממדיים.

אלסטו־פלסטיות מטופלת כברירת מחדל במסגרת שיטת Updated Lagrange. אם מציינים INFINITESIMAL ב-!PLASTIC, היא מטופלת כחוק קונסטיטוטיבי של דפורמציה קטנה. עדכון המאמץ מבצע אינטגרציה המבוססת על מיפוי חזרה; לפרטי האלגוריתם ראו אלסטו־פלסטיות (תיאוריה).

ויסקו־אלסטיות

ויסקו־אלסטיות היא מודל חומר המוסיף הרפיה תלוית־זמן לתגובה האלסטית. FrontISTR מקבל מודל Maxwell מוכלל בצורת סדרת Prony. באותו בלוק !MATERIAL מגדירים !ELASTIC ו-!VISCOELASTIC. ← לפרטים ראו !VISCOELASTIC.

בסדרת Prony מציינים זוגות של מקדמי הרפיה וזמני הרפיה במספר שורות. אי אפשר לציין זמן הרפיה 0. כאשר מביאים בחשבון תלות בטמפרטורה, מציבים !TRS אחרי !VISCOELASTIC ומציינים פקטור היסט טמפרטורה. ← לפרטים ראו !TRS.

להיסט טמפרטורה קיימות צורות WLF ו-Arrhenius, ובשתיהן פקטור ההיסט \(A\) ניתן כפונקציה של טמפרטורת האנליזה \(\theta\) ושל טמפרטורת הייחוס \(\theta_0\). בשני המקרים הקלט מספק שני קבועי חומר (C1, C2) וטמפרטורת ייחוס, אך משמעותם תלויה במודל ההיסט שנבחר (שני המקדמים במשוואת Williams-Landel-Ferry עבור WLF, ושני מקדמים הקשורים לאנרגיית אקטיבציה עבור Arrhenius). לצורה הפונקציונלית המדויקת ולגזירת פקטור ההיסט ראו את המדריך התיאורטי ויסקו־אלסטיות.

זחילה

זחילה היא מודל חומר המתאר עיבור המתקדם עם הזמן תחת עומס קבוע או מאמץ קבוע. !CREEP של FrontISTR תומך בחוק Norton. באותו בלוק !MATERIAL מגדירים !ELASTIC ו-!CREEP. ← לפרטים ראו !CREEP.

בחוק Norton, קצב עיבור הזחילה מתואר בביטוי חזקתי של המאמץ השקול, הזמן וקבועי החומר \(A\), \(n\) ו-\(m\) (לצורה הפונקציונלית המדויקת ראו את המדריך התיאורטי זחילה). קבועי החומר תומכים בטבלאות תלויות־טמפרטורה, ולכן ניתן לתת ערכים לכל טמפרטורה.

TYPE=USER עבור !CREEP אינו נתמך. למימוש חוק קונסטיטוטיבי מותאם הכולל זחילה, השתמשו בחומר המוגדר על ידי המשתמש.

תכונות חומר לאנליזת הולכת חום

באנליזת הולכת חום מגדירים צפיפות, קיבול חום סגולי ומוליכות תרמית במקום חומרי האלסטיות והפלסטיות המשמשים באנליזה מבנית. באלמנטי קישור, אלמנטים מישוריים, אלמנטים מוצקים ואלמנטי מעטפת משתמשים ב-ITEM=1 עד 3 של !MATERIAL בצד נתוני הרשת. ניתן לתת את התכונות התרמיות כטבלאות תלויות־טמפרטורה.

בדוגמה הבאה, צפיפות, קיבול חום סגולי ומוליכות תרמית מוגדרים עבור החומר M1 כתלות בטמפרטורה. לאחר ש-SECTION מקצה את החומר M1 לקבוצת האלמנטים המוצקים ALL, ב-!MATERIAL ניתנים ITEM=1 לצפיפות, ITEM=2 לקיבול חום סגולי ו-ITEM=3 למוליכות תרמית, כל אחד כזוג עם טמפרטורה.

!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.

באלמנטי ממשק לא משתמשים בנתוני חומר; בשורת הנתונים של !SECTION, TYPE=INTERFACE מציינים את רוחב המרווח, מקדם מעבר החום במרווח ומקדמי הקרינה.

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

באנליזת הולכת חום של אלמנטי מעטפת, התכונות התרמיות מוגדרות באמצעות !MATERIAL של החומר, כמו באלמנטים מוצקים. עובי המעטפת ומספר נקודות האינטגרציה בכיוון העובי מוגדרים בצד !SECTION.

באנליזת מאמץ תרמי מגדירים את מקדם ההתפשטות הליניארית כדי לחשב עיבור תרמי משדה הטמפרטורה. נתמכים מקדמי התפשטות תרמית איזוטרופיים ואורתוטרופיים, לרבות תלות בטמפרטורה. ← לפרטים ראו !EXPANSION_COEFF. לציון צפיפות המסה המשמשת באנליזה מבנית ובאנליזה דינמית בצד נתוני בקרת האנליזה, ראו !DENSITY. הצפיפות לאנליזת הולכת חום מוגדרת באמצעות !MATERIAL ITEM=1 בצד נתוני הרשת כפי שמוצג כאן.

חומרים המוגדרים על ידי המשתמש

חומר המוגדר על ידי המשתמש הוא נקודת כניסה למימוש בתת־שגרה חיצונית של חוק קונסטיטוטיבי שאינו ניתן לייצוג באמצעות מודלי החומר המובנים ב-FrontISTR. בקלט, !USER_MATERIAL מציין את מספר משתני המצב ואת קבועי המשתמש. ← לפרטים ראו !USER_MATERIAL.

!USER_MATERIAL מטופל כברירת מחדל כחוק קונסטיטוטיבי מסוג Updated Lagrange, ועם הציון KIRCHHOFF הוא מטופל כסוג Total Lagrange. מספר משתני המצב מצוין באמצעות NSTATUS. בשורות הנתונים ניתן להעביר עד 100 קבועי משתמש. קבועים אלה ומשתני המצב משמשים כמשתנים פנימיים של החוק הקונסטיטוטיבי בצד תת־שגרת המשתמש.

ב-!USER_MATERIAL, החוק הקונסטיטוטיבי עצמו ממומש ב-uMatlMatrix וב-uUpdate. uMatlMatrix מחזירה את הקשיחות המשיקית של החומר, ו-uUpdate מעדכנת את המאמץ ואת משתני המצב. עבור אלסטיות משתמש בדפורמציה קטנה משתמשים ב-!ELASTIC, TYPE=USER; עבור מודל היפראלסטי של המשתמש משתמשים ב-!HYPERELASTIC, TYPE=USER, והתגובה האלסטית ממומשת ב-uElasticMatrix וב-uElasticUpdate. עבור פונקציית כניעה המוגדרת על ידי המשתמש משתמשים ב-!PLASTIC, YIELD=USER ומממשים את הקשיחות המשיקית האלסטו־פלסטית ואת מיפוי חזרה.

נושאים קשורים