सामग्री डेटा¶

FrontISTR में “सामग्री” वह नामित इकाई है जिसमें तत्वों को दिए जाने वाले भौतिक-गुण डेटा को एक साथ प्रबंधित किया जाता है। विशेषतः प्रत्यास्थ नियतांक, घनत्व, ऊष्मा चालकता जैसे गुण मान तथा प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता, श्यानप्रत्यास्थता, क्रीप आदि के संविधायी नियम पैरामीटर एक नाम के अंतर्गत समूहित होते हैं। तत्व समूह को सामग्री देने का कार्य !SECTION से किया जाता है, जो तत्व प्रकार (ठोस, शेल, इंटरफ़ेस आदि) और सामग्री नाम को जोड़ता है। सामग्री की सामग्री-वस्तु स्वयं मेश डेटा के !MATERIAL या विश्लेषण नियंत्रण डेटा के !MATERIAL ब्लॉक में परिभाषित की जाती है।

सामग्री डेटा की सीमाएँ 3 बातों से निर्धारित होती हैं: विश्लेषण प्रकार, तत्व प्रकार और इनपुट फ़ाइल में विनिर्देशन का तरीका। नीचे पहले उपलब्ध सामग्री मॉडल और तत्व/विश्लेषण प्रकारों का संबंध (अवलोकन) व्यवस्थित किया गया है, फिर सामग्री मॉडल चयन का विचार (सामग्री मॉडल का चयन), और अंत में प्रत्येक मॉडल का विनिर्देशन (रैखिक प्रत्यास्थता से आगे) दिया गया है। प्रत्येक कीवर्ड के प्रारूप और डिफ़ॉल्ट मान के लिए कीवर्ड संदर्भ देखें।

अवलोकन¶

सामग्री डेटा को मोटे तौर पर संरचनात्मक विश्लेषण में प्रयुक्त यांत्रिक सामग्री मॉडल और ऊष्मा-चालन/ऊष्मीय प्रतिबल विश्लेषण में प्रयुक्त ऊष्मीय गुणों में विभाजित किया जा सकता है। संरचनात्मक विश्लेषण में उपयोग के अनुसार रैखिक प्रत्यास्थता, अतिप्रत्यास्थता, प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता, श्यानप्रत्यास्थता, क्रीप या उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री चुनें। प्रत्येक एक स्वतंत्र संविधायी नियम है; प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता, श्यानप्रत्यास्थता और क्रीप में प्रत्यास्थ भाग के लिए उसी सामग्री में रैखिक प्रत्यास्थता साथ उपयोग होती है (अतिप्रत्यास्थता अपने विकृति-ऊर्जा फलन का उपयोग करती है और रैखिक प्रत्यास्थ कठोरता को संदर्भित नहीं करती)। ऊष्मा-चालन विश्लेषण में तत्वों को घनत्व, विशिष्ट ऊष्मा और ऊष्मा चालकता दी जाती है।

वर्गीकरण	प्रमुख उपयोग	इनपुट के प्रमुख कीवर्ड	प्रमुख संदर्भ
रैखिक प्रत्यास्थता	लघु-विरूपण रैखिक विश्लेषण, मोडल विश्लेषण, रैखिक गतिशील विश्लेषण, अरैखिक सामग्री का प्रत्यास्थ भाग	`!ELASTIC`, `!MATERIAL ITEM=1`	!ELASTIC, !MATERIAL (मेश डेटा)
अतिप्रत्यास्थता	रबर-जैसी सामग्री का बड़े-विरूपण प्रत्यास्थ प्रतिसाद	`!HYPERELASTIC`	!HYPERELASTIC
प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता	पराभव के बाद स्थायी विकृति, धातु प्लास्टिकता, भू-सामग्री	`!PLASTIC`	!PLASTIC
श्यानप्रत्यास्थता	शिथिलन/विलंब वाली समय-निर्भर प्रतिक्रिया	`!VISCOELASTIC`, `!TRS`	!VISCOELASTIC, !TRS
क्रीप	प्रतिबल के अधीन समय के साथ बढ़ता विरूपण	`!CREEP`	!CREEP
ऊष्मीय गुण	ऊष्मा-चालन विश्लेषण, ऊष्मीय प्रतिबल विश्लेषण	`!MATERIAL ITEM=1`–`3`, `!EXPANSION_COEFF`	!EXPANSION_COEFF
उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री	उपयोगकर्ता द्वारा कार्यान्वित संविधायी नियम	`!USER_MATERIAL`, `!ELASTIC TYPE=USER`, `!HYPERELASTIC TYPE=USER`, `!PLASTIC YIELD=USER`	!USER_MATERIAL

संरचनात्मक विश्लेषण में यदि समान नाम की सामग्री मेश डेटा और विश्लेषण नियंत्रण डेटा दोनों में परिभाषित हो, तो विश्लेषण नियंत्रण डेटा वाली परिभाषा को प्राथमिकता मिलती है। फिर भी मेश डेटा पक्ष की सामग्री परिभाषा स्वयं आवश्यक है; यदि समान नाम की सामग्री विश्लेषण नियंत्रण डेटा में परिभाषित हो तो मेश डेटा के मान संदर्भित नहीं किए जाते और डमी मान हो सकते हैं। इसके विपरीत ऊष्मा-चालन विश्लेषण में विश्लेषण नियंत्रण डेटा से सामग्री विनिर्देशन समर्थित नहीं है और मेश डेटा में दिए मान यथावत उपयोग होते हैं।

विश्लेषण प्रकार के अनुसार समर्थन इस प्रकार है। रैखिक स्थैतिक, मोडल और रैखिक गतिशील विश्लेषण में रैखिक प्रत्यास्थता उपयोग होती है। त्रिविम सतत ठोस तत्व वाले अरैखिक स्थैतिक और अरैखिक गतिशील विश्लेषण में रैखिक प्रत्यास्थता को आधार बनाकर अतिप्रत्यास्थता, प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता, श्यानप्रत्यास्थता, क्रीप और उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री उपयोग की जा सकती हैं। ऊष्मा-चालन विश्लेषण में संरचनात्मक सामग्री मॉडल के बजाय घनत्व, विशिष्ट ऊष्मा और ऊष्मा चालकता उपयोग होती है। विश्लेषण प्रकारों के अवलोकन के लिए विश्लेषण प्रकार देखें।

तत्व प्रकार के अनुसार भी सीमाएँ हैं। त्रिविम सतत ठोस तत्वों में संरचनात्मक विश्लेषण के अरैखिक सामग्री मॉडल उपयोग किए जा सकते हैं। समतल प्रतिबल, समतल विकृति और अक्षसममित तत्वों में मूलतः रैखिक प्रत्यास्थता उपयोग होती है; इन 2-विमीय तत्वों में प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता, अतिप्रत्यास्थता, श्यानप्रत्यास्थता और क्रीप समर्थित नहीं हैं। शेल तत्वों में रैखिक प्रत्यास्थता समर्थित है तथा एकल-परत/स्तरित और समदैशिक/विषमदैशिक विनिर्देशन संभव हैं। शेल तत्वों में प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता, अतिप्रत्यास्थता, श्यानप्रत्यास्थता और क्रीप समर्थित नहीं हैं। इंटरफ़ेस तत्व ऊष्मा-चालन विश्लेषण में गैप ऊष्मा-संचरण और विकिरण के लिए हैं; गैप पैरामीटर सामग्री डेटा के बजाय !SECTION की डेटा पंक्ति में दिए जाते हैं। तत्व समूह के साथ संबंध और स्तरित इनपुट उदाहरण के लिए तत्व लाइब्रेरी भी देखें।

नीचे तत्व प्रकार के अनुसार सामग्री मॉडल की उपलब्धता दी गई है।

तत्व प्रकार	रैखिक प्रत्यास्थता (समदैशिक)	रैखिक प्रत्यास्थता (लम्बदैशिक/स्तरित)	अतिप्रत्यास्थता	प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता	श्यानप्रत्यास्थता	क्रीप	ऊष्मीय गुण
त्रिविम ठोस	○	○	○	○	○	○	○
समतल प्रतिबल/समतल विकृति/अक्षसममित	○	—	—	—	—	—	○
शेल (एकल-परत/स्तरित)	○	○	—	—	—	—	—
बीम/ट्रस	○	—	—	—	—	—	—
इंटरफ़ेस	—	—	—	—	—	—	○

(प्रतीक: ○ उपलब्ध/— समर्थित नहीं)। इंटरफ़ेस तत्व के ऊष्मीय गुणों में गैप ऊष्मा-संचरण और विकिरण !SECTION में निर्दिष्ट किए जाते हैं।

सामग्री परिभाषा के 2 मार्ग हैं। मेश डेटा में !SECTION से तत्व समूह और सामग्री नाम जोड़े जाते हैं तथा !MATERIAL और !ITEM से गुण परिभाषित होते हैं। विश्लेषण नियंत्रण डेटा में !MATERIAL ब्लॉक के भीतर !ELASTIC, !HYPERELASTIC, !PLASTIC आदि रखकर सामग्री मॉडल परिभाषित किए जाते हैं। यदि विश्लेषण नियंत्रण डेटा में !MATERIAL परिभाषित हो तो मेश डेटा में उसी नाम की सामग्री परिभाषा के बजाय विश्लेषण नियंत्रण डेटा वाली परिभाषा उपयोग होती है। मेश डेटा के !SECTION और !MATERIAL के विवरण के लिए !SECTION (मेश डेटा) और !MATERIAL (मेश डेटा) देखें। विश्लेषण नियंत्रण डेटा के सामग्री ब्लॉक के लिए !MATERIAL (विश्लेषण नियंत्रण डेटा) देखें।

सामग्री मॉडल का चयन¶

सामग्री मॉडल चुनते समय पहले तय करें कि रैखिक प्रत्यास्थता पर्याप्त है या नहीं। यदि विरूपण छोटा हो, प्रतिबल पराभव बिंदु से न बढ़े और समय-निर्भर शिथिलन या क्रीप आवश्यक न हो, तो रैखिक प्रत्यास्थता उपयोग करें। बड़े-विरूपण प्रत्यास्थ प्रतिक्रिया के लिए अतिप्रत्यास्थता, पराभव के बाद प्लास्टिक विकृति के लिए प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता, शिथिलन समय वाली सामग्री के लिए श्यानप्रत्यास्थता और लंबे समय तक भार रहने से बढ़ते विरूपण के लिए क्रीप चुनें।

समस्या की विशेषता	संभावित सामग्री मॉडल	निर्णय का संकेत
लघु-विरूपण में प्रतिबल और विकृति का रैखिक संबंध	रैखिक प्रत्यास्थता	जब यंग मापांक और पॉइसन अनुपात से व्यक्त किया जा सके
बड़े विरूपण के बाद भी भार हटाने पर मूल आकार में लौटना	अतिप्रत्यास्थता	रबर-जैसी सामग्री, जब अरैखिक प्रत्यास्थ पोटेंशियल आवश्यक हो
पराभव बिंदु पार करने पर स्थायी विकृति बचना	प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता	जब पराभव फलन और कठोरीकरण नियम चुनना हो
भार धारण के दौरान प्रतिबल शिथिलन या विलंब होना	श्यानप्रत्यास्थता	जब शिथिलन गुणांक और शिथिलन समय से व्यक्त किया जा सके
दीर्घकालीन भार में विकृति संचित होना	क्रीप	जब Norton नियम से सन्निकटन संभव हो
अंतर्निर्मित मॉडल से व्यक्त न हो सके	उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री	बाहरी सबरूटीन में संविधायी नियम लागू करने पर

तापमान निर्भरता के लिए प्रत्येक सामग्री मॉडल का समर्थन जाँचें। रैखिक प्रत्यास्थता, क्रीप और ऊष्मीय प्रसार गुणांक तापमान-निर्भर तालिकाओं को समर्थन देते हैं। श्यानप्रत्यास्थता में Prony गुणांकों के तापमान अंतर्वेशन के बजाय !TRS द्वारा तापमान शिफ्ट उपयोग होता है। प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता में Mises पराभव के बहुरैखिक कठोरीकरण के लिए तापमान-निर्भर तालिका उपयोग हो सकती है। Mohr-Coulomb और Drucker-Prager तापमान निर्भरता समर्थित नहीं करते।

विषमदैशिकता या स्तरित सामग्री के लिए तत्व प्रकार पर भी ध्यान दें। ठोस तत्व लम्बदैशिक रैखिक प्रत्यास्थता समर्थित करते हैं। शेल तत्व रैखिक प्रत्यास्थता की सीमा में समदैशिक एकल-परत, विषमदैशिक एकल-परत, समदैशिक स्तरित और विषमदैशिक स्तरित सामग्री समर्थित करते हैं। शेल तत्व में अरैखिक सामग्री मॉडल उपयोग नहीं किए जा सकते।

लगभग असंपीड्य सामग्री में पॉइसन अनुपात 0.5 सेट न करें। FrontISTR पूर्णतः असंपीड्य सामग्री के विनिर्देशन को समर्थन नहीं देता। प्रबल असंपीड्यता वाले बड़े-विरूपण में तत्व संरूपण का चयन भी महत्वपूर्ण है, इसलिए तत्व लाइब्रेरी के संरूपण विकल्प भी जाँचें।

रैखिक प्रत्यास्थता¶

रैखिक प्रत्यास्थता FrontISTR संरचनात्मक विश्लेषण का सबसे मूल सामग्री मॉडल है। रैखिक स्थैतिक, मोडल और रैखिक गतिशील विश्लेषण में रैखिक प्रत्यास्थता उपयोग होती है। प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता, श्यानप्रत्यास्थता या क्रीप उपयोग करते समय भी प्रत्यास्थ भाग के लिए उसी सामग्री में रैखिक प्रत्यास्थता परिभाषित की जाती है। → विवरण के लिए !ELASTIC देखें।

समदैशिक रैखिक प्रत्यास्थता में यंग मापांक और पॉइसन अनुपात निर्दिष्ट करें। तापमान निर्भरता के लिए इन्हें तापमान के फलन के रूप में तालिकाबद्ध किया जा सकता है। लम्बदैशिकता में 3 दिशाओं के यंग मापांक, 3 पॉइसन अनुपात और 3 कतरनी मापांक, कुल 9 स्वतंत्र नियतांक, निर्दिष्ट किए जाते हैं। लम्बदैशिकता में सामग्री निर्देशांक तंत्र आवश्यक है, इसलिए संबंधित !SECTION में स्थानीय निर्देशांक तंत्र निर्दिष्ट करें।

मेश डेटा में रैखिक प्रत्यास्थता निर्दिष्ट करने के लिए !SECTION और !MATERIAL का संयोजन करें। निम्न उदाहरण में ठोस तत्व समूह ALL को सामग्री M1 दी गई है; ITEM=1 में यंग मापांक और पॉइसन अनुपात, ITEM=2 में द्रव्यमान घनत्व और ITEM=3 में रैखिक ऊष्मीय प्रसार गुणांक परिभाषित हैं।

!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

शेल तत्वों में रैखिक प्रत्यास्थता के भीतर एकल-परत और स्तरित परिभाषाएँ दी जा सकती हैं। एकल-परत समदैशिक सामग्री में SUBITEM=4 और एकल-परत विषमदैशिक सामग्री में SUBITEM=9 उपयोग करें। स्तरित सामग्री में सभी परतों के सामग्री नियतांक और परत भार एक ही !ITEM में रखें। परत भार कुल योग से सामान्यीकृत होकर मोटाई दिशा समाकलन भार के रूप में उपयोग होते हैं। पूरे शेल की भौतिक मोटाई !SECTION, TYPE=SHELL की मोटाई से निर्दिष्ट होती है।

समदैशिक सामग्री के एकल-परत शेल का उदाहरण नीचे है।

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

समदैशिक सामग्री के 2-परत स्तरित शेल का उदाहरण नीचे है।

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

विषमदैशिक सामग्री के एकल-परत शेल का उदाहरण नीचे है। विषमदैशिक कोण डिग्री में निर्दिष्ट किया जाता है।

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

विषमदैशिक सामग्री के 2-परत स्तरित शेल का उदाहरण नीचे है।

!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

अतिप्रत्यास्थता¶

अतिप्रत्यास्थता वह अरैखिक प्रत्यास्थ सामग्री है जिसमें प्रतिबल विकृति-ऊर्जा फलन से परिभाषित होता है। बड़े विरूपण के बाद भार हटाने पर मूल आकार में लौटने वाली रबर-जैसी सामग्री के लिए इसका उपयोग होता है। इनपुट में !MATERIAL ब्लॉक के भीतर !HYPERELASTIC निर्दिष्ट करें। → विवरण के लिए !HYPERELASTIC देखें।

FrontISTR निम्न अतिप्रत्यास्थ मॉडल समर्थित करता है। OGDEN मॉडल समर्थित नहीं है।

मॉडल	इनपुट प्रकार	प्रमुख गुणांक	विशेषताएँ
Neo-Hookean	`NEOHOOKE`	\(C_{10}\), \(D\)	Mooney-Rivlin के \(C_{01}=0\) के अनुरूप सरल समदैशिक अतिप्रत्यास्थ मॉडल
Mooney-Rivlin	`MOONEY-RIVLIN`	\(C_{10}\), \(C_{01}\), \(D\)	2 घटित अपरिवर्तकों का उपयोग करने वाला समदैशिक अतिप्रत्यास्थ मॉडल
Arruda-Boyce	`ARRUDA-BOYCE`	\(\mu\), \(\lambda_m\), \(D\)	आणविक-श्रृंखला नेटवर्क पर आधारित रबर-जैसी सामग्री मॉडल
विषमदैशिक Mooney-Rivlin	`MOONEY-RIVLIN-ANISO`	इनपुट से 10 गुणांक पढ़े जाते हैं, पर वर्तमान संविधायी नियम पहले 5 उपयोग करता है	तंतु दिशा जैसी विषमदैशिकता वाली अतिप्रत्यास्थ प्रतिक्रिया दर्शाने वाला मॉडल
उपयोगकर्ता-परिभाषित अतिप्रत्यास्थता	`USER`	उपयोगकर्ता नियतांक	बाहरी सबरूटीन में अतिप्रत्यास्थ संविधायी नियम लागू करने वाला मॉडल

अतिप्रत्यास्थता में आयतन परिवर्तन से संबंधित गुणांक \(D\) से संपीड्यता दर्शाई जाती है। पूर्णतः असंपीड्य सामग्री समर्थित नहीं है, इसलिए पॉइसन अनुपात \(\nu=0.5\) के अनुरूप विनिर्देशन उपयोग न करें। लगभग असंपीड्य सामग्री में अतिप्रत्यास्थ मॉडल गुणांकों के साथ तत्व संरूपण भी चुनना आवश्यक है।

अतिप्रत्यास्थता डिफ़ॉल्ट रूप से Total Lagrange ढाँचे में संभाली जाती है। विकृति-ऊर्जा फलन, प्रतिबल और स्पर्शी कठोरता की परिभाषाओं के लिए अतिप्रत्यास्थता (सिद्धांत) देखें।

प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता¶

प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता में प्रत्यास्थ और प्लास्टिक क्षेत्रों को पराभव फलन से अलग किया जाता है तथा पराभव के बाद की प्रतिक्रिया कठोरीकरण नियम से व्यक्त होती है। इनपुट में समान !MATERIAL ब्लॉक के भीतर !ELASTIC और !PLASTIC को संयोजित करें। → विवरण के लिए !PLASTIC देखें।

FrontISTR में प्रत्यास्थ-प्लास्टिक मॉडल पराभव फलन और कठोरीकरण नियम के संयोजन से निर्दिष्ट होता है। समर्थित सीमा निम्न है।

पराभव फलन	इनपुट प्रकार	समर्थित कठोरीकरण नियम	प्रमुख उपयोग
Mises	`MISES`	`BILINEAR`, `MULTILINEAR`, `SWIFT`, `RAMBERG-OSGOOD`, `KINEMATIC`, `COMBINED`	धातु जैसी सामग्री का समदैशिक पराभव
Mohr-Coulomb	`MOHR-COULOMB`	`BILINEAR`, `MULTILINEAR`	घर्षण कोण और संसंजन से व्यक्त मृदा/शैल सामग्री
Drucker-Prager	`DRUCKER-PRAGER`	`BILINEAR`, `MULTILINEAR`	Mohr-Coulomb का चिकना सन्निकटन करने वाला दाब-निर्भर पराभव
उपयोगकर्ता-परिभाषित पराभव	`USER`	उपयोगकर्ता-परिभाषित	बाहरी सबरूटीन में स्पर्शी कठोरता और रिटर्न मैपिंग लागू करने पर

Mises पराभव के बहुरैखिक कठोरीकरण में तापमान-निर्भर तालिका समर्थित है। Mises पराभव के द्विरैखिक, Swift, Ramberg-Osgood, गतिक और संयुक्त कठोरीकरण का मूल्यांकन नियत अभिव्यक्तियों के रूप में होता है। Mohr-Coulomb और Drucker-Prager तापमान निर्भरता समर्थित नहीं करते। बहुरैखिक कठोरीकरण के इनपुट में प्लास्टिक विकृति ऋणात्मक नहीं होनी चाहिए और पहली प्लास्टिक विकृति 0 होनी चाहिए।

शेल, समतल प्रतिबल, समतल विकृति और अक्षसममित तत्व प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता समर्थित नहीं करते। प्रत्यास्थ-प्लास्टिक सामग्री के लिए त्रिविम सतत ठोस तत्व उपयोग करें।

प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता डिफ़ॉल्ट रूप से Updated Lagrange ढाँचे में संभाली जाती है। यदि !PLASTIC में INFINITESIMAL निर्दिष्ट हो तो इसे लघु-विरूपण संविधायी नियम के रूप में संभाला जाता है। प्रतिबल अद्यतन में रिटर्न मैपिंग आधारित समाकलन होता है; एल्गोरिदम के विवरण के लिए प्रत्यास्थ-प्लास्टिकता (सिद्धांत) देखें।

श्यानप्रत्यास्थता¶

श्यानप्रत्यास्थता प्रत्यास्थ प्रतिक्रिया में समय-निर्भर शिथिलन जोड़ने वाला सामग्री मॉडल है। FrontISTR में सामान्यीकृत Maxwell मॉडल को Prony श्रेणी के रूप में इनपुट किया जाता है। समान !MATERIAL ब्लॉक में !ELASTIC और !VISCOELASTIC परिभाषित करें। → विवरण के लिए !VISCOELASTIC देखें।

Prony श्रेणी में शिथिलन गुणांक और शिथिलन समय के युग्म अनेक पंक्तियों में निर्दिष्ट किए जाते हैं। शिथिलन समय 0 नहीं हो सकता। तापमान निर्भरता के लिए !TRS को !VISCOELASTIC के बाद रखें और तापमान शिफ्ट गुणांक निर्दिष्ट करें। → विवरण के लिए !TRS देखें।

तापमान शिफ्ट के WLF और Arrhenius रूप हैं; दोनों में शिफ्ट गुणांक \(A\) को विश्लेषण तापमान \(\theta\) और संदर्भ तापमान \(\theta_0\) के फलन के रूप में दिया जाता है। दोनों में इनपुट 2 सामग्री नियतांक (C1, C2) और संदर्भ तापमान देता है, पर उनका अर्थ चुने गए शिफ्ट मॉडल पर निर्भर है (WLF रूप में Williams-Landel-Ferry समीकरण के 2 गुणांक, Arrhenius रूप में सक्रियण-ऊर्जा से संबंधित 2 गुणांक)। विशिष्ट फलन रूप और शिफ्ट गुणांक की व्युत्पत्ति के लिए सिद्धांत मैनुअल श्यानप्रत्यास्थता देखें।

क्रीप¶

क्रीप वह सामग्री मॉडल है जो नियत भार या नियत प्रतिबल के अधीन समय के साथ बढ़ने वाली विकृति को दर्शाता है। FrontISTR का !CREEP Norton नियम समर्थित करता है। समान !MATERIAL ब्लॉक में !ELASTIC और !CREEP परिभाषित करें। → विवरण के लिए !CREEP देखें।

Norton नियम में क्रीप विकृति दर को समतुल्य प्रतिबल, समय और सामग्री नियतांक \(A\), \(n\), \(m\) की घात-नियम अभिव्यक्ति से व्यक्त किया जाता है (विशिष्ट फलन रूप के लिए सिद्धांत मैनुअल क्रीप देखें)। सामग्री नियतांक तापमान-निर्भर तालिकाएँ समर्थित करते हैं, इसलिए प्रत्येक तापमान के लिए मान दिए जा सकते हैं।

!CREEP का TYPE=USER समर्थित नहीं है। क्रीप सहित कस्टम संविधायी नियम लागू करने के लिए उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री उपयोग करें।

ऊष्मा-चालन विश्लेषण के सामग्री गुण¶

ऊष्मा-चालन विश्लेषण में संरचनात्मक विश्लेषण के प्रत्यास्थ/प्लास्टिक सामग्री गुणों के बजाय घनत्व, विशिष्ट ऊष्मा और ऊष्मा चालकता परिभाषित की जाती है। लिंक, समतल, ठोस और शेल तत्वों के लिए मेश डेटा के !MATERIAL में ITEM=1–3 उपयोग करें। ऊष्मीय गुण तापमान-निर्भर तालिकाओं के रूप में दिए जा सकते हैं।

निम्न उदाहरण में सामग्री M1 के लिए घनत्व, विशिष्ट ऊष्मा और ऊष्मा चालकता तापमान-निर्भर रूप में परिभाषित हैं। SECTION से ठोस तत्व समूह ALL को सामग्री M1 देने के बाद !MATERIAL में ITEM=1 के लिए घनत्व, ITEM=2 के लिए विशिष्ट ऊष्मा और ITEM=3 के लिए ऊष्मा चालकता, प्रत्येक को तापमान के साथ युग्म के रूप में दिया गया है।

!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.

इंटरफ़ेस तत्वों में सामग्री डेटा का उपयोग नहीं किया जाता; !SECTION, TYPE=INTERFACE की डेटा पंक्ति में गैप चौड़ाई, गैप ऊष्मा-संचरण गुणांक और विकिरण गुणांक निर्दिष्ट किए जाते हैं।

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

शेल तत्व के ऊष्मा-चालन विश्लेषण में ठोस तत्व की तरह सामग्री !MATERIAL से ऊष्मीय गुण निर्दिष्ट होते हैं। शेल की मोटाई और मोटाई-दिशा समाकलन बिंदुओं की संख्या !SECTION में निर्दिष्ट होती है।

ऊष्मीय प्रतिबल विश्लेषण में तापमान क्षेत्र से ऊष्मीय विकृति गणना करने के लिए रैखिक ऊष्मीय प्रसार गुणांक परिभाषित किया जाता है। समदैशिक और लम्बदैशिक ऊष्मीय प्रसार गुणांक तथा तापमान निर्भरता समर्थित हैं। → विवरण के लिए !EXPANSION_COEFF देखें। संरचनात्मक/गतिशील विश्लेषण में प्रयुक्त द्रव्यमान घनत्व को विश्लेषण नियंत्रण डेटा में देने के लिए !DENSITY देखें। ऊष्मा-चालन विश्लेषण का घनत्व यहाँ दिखाए मेश डेटा के !MATERIAL ITEM=1 में निर्दिष्ट होता है।

उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री¶

उपयोगकर्ता-परिभाषित सामग्री FrontISTR के अंतर्निर्मित सामग्री मॉडल से न दर्शाए जा सकने वाले संविधायी नियम को बाहरी सबरूटीन में लागू करने का प्रवेश-बिंदु है। इनपुट में !USER_MATERIAL से अवस्था चरों की संख्या और उपयोगकर्ता नियतांक दिए जाते हैं। → विवरण के लिए !USER_MATERIAL देखें।

!USER_MATERIAL डिफ़ॉल्ट रूप से Updated Lagrange प्रकार के संविधायी नियम के रूप में संभाला जाता है और KIRCHHOFF निर्दिष्ट करने पर Total Lagrange प्रकार के रूप में संभाला जाता है। अवस्था चरों की संख्या NSTATUS से निर्दिष्ट होती है। डेटा पंक्तियों में अधिकतम 100 उपयोगकर्ता नियतांक दिए जा सकते हैं। इन नियतांकों और अवस्था चरों का उपयोग उपयोगकर्ता सबरूटीन में संविधायी नियम के आंतरिक चर के रूप में होता है।

!USER_MATERIAL में संविधायी नियम का मुख्य भाग uMatlMatrix और uUpdate में लागू किया जाता है। uMatlMatrix सामग्री स्पर्शी कठोरता लौटाता है और uUpdate प्रतिबल तथा अवस्था चर अद्यतन करता है। लघु-विरूपण उपयोगकर्ता प्रत्यास्थता के लिए !ELASTIC, TYPE=USER और उपयोगकर्ता अतिप्रत्यास्थ मॉडल के लिए !HYPERELASTIC, TYPE=USER उपयोग करें; प्रत्यास्थ प्रतिक्रिया uElasticMatrix और uElasticUpdate में लागू करें। उपयोगकर्ता-परिभाषित पराभव फलन के लिए !PLASTIC, YIELD=USER उपयोग कर प्रत्यास्थ-प्लास्टिक स्पर्शी कठोरता और रिटर्न मैपिंग लागू करें।