შიგთავსზე გადასვლა

მასალის მონაცემები

FrontISTR-ში „მასალა“ არის ერთეული, რომელიც სახელით აერთიანებს ელემენტებისთვის მინიჭებულ ფიზიკურ თვისებებს. კერძოდ, იგი ერთ სახელში აერთიანებს დრეკადობის მოდულს, სიმკვრივეს, თბოგამტარობას და სხვა თვისებებს, ასევე ელასტოპლასტიკურობის, ვისკოელასტიკურობის, ცოცვადობისა და სხვა კონსტიტუციური კანონების პარამეტრებს. ელემენტების ჯგუფზე მასალა !SECTION-ით ენიჭება, რაც ელემენტის ტიპს (მოცულობითი, გარსი, ინტერფეისი და სხვ.) მასალის სახელთან აკავშირებს. თვით მასალის შინაარსი განისაზღვრება ბადის მონაცემთა მხარეს !MATERIAL-ით ან ანალიზის მართვის მონაცემთა მხარეს !MATERIAL ბლოკით.

მასალის მონაცემების შეზღუდვები განისაზღვრება სამი ფაქტორით: ანალიზის ტიპი, ელემენტის ტიპი და შეყვანის ფაილში განსაზღვრის გზა. ქვემოთ ჯერ შეჯამებულია ხელმისაწვდომი მასალის მოდელები და მათი შესაბამისობა ელემენტებისა და ანალიზის ტიპებთან (ფუნქციების საერთო მიმოხილვა), შემდეგ აღწერილია მასალის მოდელის არჩევის პრინციპები (მასალის მოდელის არჩევა), და ბოლოს ცალკეული მოდელების სპეციფიკაციები (წრფივი დრეკადობა-დან მოყოლებული). თითოეული საკვანძო სიტყვის ფორმატისა და ნაგულისხმევი მნიშვნელობებისთვის იხილეთ საკვანძო სიტყვების ცნობარი.

ფუნქციების საერთო მიმოხილვა

მასალის მონაცემები შეიძლება ფართოდ დაიყოს სტრუქტურულ ანალიზში გამოყენებულ მექანიკურ მასალის მოდელებად და თბოგამტარობის/თერმული ძაბვის ანალიზში გამოყენებულ თერმულ თვისებებად. სტრუქტურულ ანალიზში დანიშნულების მიხედვით გამოიყენება წრფივი დრეკადობა, ჰიპერელასტიკურობა, ელასტოპლასტიკურობა, ვისკოელასტიკურობა, ცოცვადობა ან მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული მასალა. თითოეული დამოუკიდებელი კონსტიტუციური კანონია; ელასტოპლასტიკურობის, ვისკოელასტიკურობისა და ცოცვადობის შემთხვევაში იმავე მასალაში წრფივი დრეკადობაც განისაზღვრება როგორც ელასტიკური ნაწილი (ჰიპერელასტიკურობა იყენებს საკუთარ დეფორმაციის ენერგიის ფუნქციას და წრფივი დრეკადობის სიხისტეს არ მიმართავს). თბოგამტარობის ანალიზში ელემენტებს ენიჭება სიმკვრივე, კუთრი სითბოტევადობა და თბოგამტარობა.

კლასიფიკაცია ძირითადი დანიშნულება შეყვანის ძირითადი საკვანძო სიტყვები ძირითადი მითითებები
წრფივი დრეკადობა მცირე დეფორმაციის წრფივი ანალიზი, მოდალური ანალიზი, წრფივი დინამიკური ანალიზი, არაწრფივი მასალის ელასტიკური ნაწილი !ELASTIC, !MATERIAL ITEM=1 !ELASTIC, !MATERIAL (ბადის მონაცემები)
ჰიპერელასტიკურობა რეზინის მსგავსი მასალების დიდი დეფორმაციის ელასტიკური რეაქცია !HYPERELASTIC !HYPERELASTIC
ელასტოპლასტიკურობა დენადობის შემდეგ მუდმივი დეფორმაცია, მეტალების პლასტიკურობა, გრუნტის მასალები !PLASTIC !PLASTIC
ვისკოელასტიკურობა დროზე დამოკიდებული რეაქცია რელაქსაციითა და დაყოვნებით !VISCOELASTIC, !TRS !VISCOELASTIC, !TRS
ცოცვადობა დეფორმაცია, რომელიც ძაბვის ქვეშ დროთა განმავლობაში ვითარდება !CREEP !CREEP
თერმული თვისებები თბოგამტარობის ანალიზი, თერმული ძაბვის ანალიზი !MATERIAL ITEM=1〜3, !EXPANSION_COEFF !EXPANSION_COEFF
მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული მასალა მომხმარებლის მიერ იმპლემენტირებული კონსტიტუციური კანონი !USER_MATERIAL, !ELASTIC TYPE=USER, !HYPERELASTIC TYPE=USER, !PLASTIC YIELD=USER !USER_MATERIAL

სტრუქტურულ ანალიზში, თუ ერთი და იმავე სახელის მასალა განსაზღვრულია როგორც ბადის მონაცემებში, ისე ანალიზის მართვის მონაცემებში, უპირატესობა ანალიზის მართვის მონაცემთა განსაზღვრებას ენიჭება. თუმცა ბადის მონაცემთა მხარეს მასალის განსაზღვრა თავისთავად სავალდებულოა; თუ ანალიზის მართვის მონაცემებში იგივე სახელის მასალაა განსაზღვრული, ბადის მონაცემთა მნიშვნელობები აღარ გამოიყენება და შეიძლება დამხმარე მნიშვნელობები იყოს. თბოგამტარობის ანალიზში კი ანალიზის მართვის მონაცემებით მასალის განსაზღვრა მხარდაჭერილი არ არის და პირდაპირ გამოიყენება ბადის მონაცემებში მითითებული მნიშვნელობები.

ანალიზის ტიპების მიხედვით მხარდაჭერა შეიძლება ასე შეჯამდეს. წრფივ სტატიკურ, მოდალურ და წრფივ დინამიკურ ანალიზში გამოიყენება წრფივი დრეკადობა. სამგანზომილებიანი უწყვეტი მოცულობითი ელემენტებით არაწრფივ სტატიკურ და არაწრფივ დინამიკურ ანალიზში, წრფივი დრეკადობის საფუძველზე, შეიძლება გამოყენებულ იქნეს ჰიპერელასტიკურობა, ელასტოპლასტიკურობა, ვისკოელასტიკურობა, ცოცვადობა და მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული მასალა. თბოგამტარობის ანალიზში სტრუქტურული მასალის მოდელების ნაცვლად გამოიყენება სიმკვრივე, კუთრი სითბოტევადობა და თბოგამტარობა. ანალიზის ტიპების საერთო სურათისთვის იხილეთ ანალიზის ტიპები.

არსებობს შეზღუდვები ელემენტის ტიპის მიხედვითაც. სამგანზომილებიანი უწყვეტი მოცულობითი ელემენტებისთვის შესაძლებელია სტრუქტურული ანალიზის არაწრფივი მასალის მოდელების გამოყენება. ბრტყელი ძაბვის, ბრტყელი დეფორმაციისა და ღერძსიმეტრიული ელემენტები ძირითადად წრფივ დრეკადობას იყენებს; ამ 2D ელემენტებში ელასტოპლასტიკურობა, ჰიპერელასტიკურობა, ვისკოელასტიკურობა და ცოცვადობა მხარდაჭერილი არ არის. გარსის ელემენტები მხარს უჭერს წრფივ დრეკადობას და შეიძლება იყოს ერთფენიანი/ლამინირებული, იზოტროპული/ანიზოტროპული; თუმცა მათთვის ელასტოპლასტიკურობა, ჰიპერელასტიკურობა, ვისკოელასტიკურობა და ცოცვადობა მხარდაჭერილი არ არის. ინტერფეისული ელემენტი თბოგამტარობის ანალიზში ნაპრალის სითბოგადაცემისა და გამოსხივების დასამუშავებლად გამოიყენება; ნაპრალის პარამეტრები მასალის მონაცემების ნაცვლად !SECTION-ის მონაცემთა სტრიქონში მიეთითება. ელემენტების ჯგუფებთან შესაბამისობისა და ლამინირების შეყვანის მაგალითებისთვის იხილეთ ასევე ელემენტების ბიბლიოთეკა.

ქვემოთ შეჯამებულია მასალის მოდელების ხელმისაწვდომობა ელემენტის ტიპების მიხედვით.

ელემენტის ტიპი წრფივი დრეკადობა (იზოტროპული) წრფივი დრეკადობა (ორთოტროპული/ლამინირებული) ჰიპერელასტიკურობა ელასტოპლასტიკურობა ვისკოელასტიკურობა ცოცვადობა თერმული თვისებები
3D მოცულობითი ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
ბრტყელი ძაბვა / ბრტყელი დეფორმაცია / ღერძსიმეტრიული ○ — — — — — ○
გარსი (ერთფენიანი/ლამინირებული) ○ ○ — — — — —
კოჭი / ფერმა ○ — — — — — —
ინტერფეისი — — — — — — ○

(სიმბოლოები: ○ ხელმისაწვდომია / — მხარდაჭერილი არ არის). ინტერფეისული ელემენტის თერმული თვისებები — ნაპრალის სითბოგადაცემა და გამოსხივება — !SECTION-ში განისაზღვრება.

მასალის განსაზღვრის ორი გზა არსებობს. ბადის მონაცემებში !SECTION აკავშირებს ელემენტების ჯგუფს მასალის სახელთან, ხოლო !MATERIAL და !ITEM განსაზღვრავს თვისებებს. ანალიზის მართვის მონაცემებში მასალის მოდელი განისაზღვრება !MATERIAL ბლოკში !ELASTIC, !HYPERELASTIC, !PLASTIC და სხვა ბარათების მოთავსებით. თუ !MATERIAL განსაზღვრულია ანალიზის მართვის მონაცემებში, გამოყენებული იქნება ეს განსაზღვრება და არა ბადის მონაცემებში არსებული იგივე სახელის მასალა. ბადის მონაცემთა !SECTION და !MATERIAL დეტალებისთვის იხილეთ !SECTION (ბადის მონაცემები) და !MATERIAL (ბადის მონაცემები). ანალიზის მართვის მონაცემთა მასალის ბლოკისთვის იხილეთ !MATERIAL (ანალიზის მართვის მონაცემები).

მასალის მოდელის არჩევა

მასალის მოდელის არჩევისას ჯერ შეაფასეთ, საკმარისია თუ არა წრფივი დრეკადობა. თუ დეფორმაცია მცირეა, ძაბვა დენადობის ზღვარს არ აჭარბებს და დროზე დამოკიდებული რელაქსაცია ან ცოცვადობა არ განიხილება, გამოიყენეთ წრფივი დრეკადობა. დიდი დეფორმაციის ელასტიკური რეაქციისთვის გამოიყენეთ ჰიპერელასტიკურობა; დენადობის შემდეგ პლასტიკური დეფორმაციისთვის — ელასტოპლასტიკურობა; რელაქსაციის დროის მქონე მასალისთვის — ვისკოელასტიკურობა; ხანგრძლივი დატვირთვის შენარჩუნებისას პროგრესირებადი დეფორმაციისთვის — ცოცვადობა.

ამოცანის მახასიათებელი შესაძლო მასალის მოდელი არჩევის კრიტერიუმი
მცირე დეფორმაცია და წრფივი კავშირი ძაბვასა და ფარდობით დეფორმაციას შორის წრფივი დრეკადობა თუ აღწერა შესაძლებელია იუნგის მოდულითა და პუასონის კოეფიციენტით
დიდი დეფორმაციის მიუხედავად განტვირთვის შემდეგ საწყის მდგომარეობაში ბრუნდება ჰიპერელასტიკურობა რეზინის მსგავსი მასალა; საჭიროა არაწრფივი ელასტიკური პოტენციალი
დენადობის ზღვრის გადაცილების შემდეგ რჩება მუდმივი დეფორმაცია ელასტოპლასტიკურობა საჭიროა დენადობის ფუნქციისა და გამყარების კანონის არჩევა
დატვირთვის შენარჩუნებისას ხდება ძაბვის რელაქსაცია ან დაყოვნება ვისკოელასტიკურობა თუ აღწერა შესაძლებელია რელაქსაციის კოეფიციენტებითა და დროებით
ხანგრძლივი დატვირთვისას დეფორმაცია გროვდება ცოცვადობა თუ შესაძლებელია Norton-ის კანონით მიახლოება
არსებული მოდელებით ვერ გამოიხატება მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული მასალა თუ კონსტიტუციური კანონი გარე ქვეპროგრამით უნდა განხორციელდეს

ტემპერატურაზე დამოკიდებულებისას გადაამოწმეთ თითოეული მასალის მოდელის მხარდაჭერა. წრფივი დრეკადობა, ცოცვადობა და თერმული გაფართოების კოეფიციენტი მხარს უჭერს ტემპერატურაზე დამოკიდებულ ცხრილებს. ვისკოელასტიკურობაში Prony-ის კოეფიციენტების პირდაპირი ტემპერატურული ინტერპოლაციის ნაცვლად გამოიყენება !TRS-ით ტემპერატურული წანაცვლება. ელასტოპლასტიკურობაში ტემპერატურაზე დამოკიდებული ცხრილი ხელმისაწვდომია Mises-ის დენადობის მრავალწრფივი გამყარებისას. Mohr-Coulomb და Drucker-Prager ტემპერატურაზე დამოკიდებულებას არ უჭერს მხარს.

ანიზოტროპიის ან ლამინირებისას გაითვალისწინეთ ელემენტის ტიპიც. მოცულობითი ელემენტები მხარს უჭერს ორთოტროპულ წრფივ დრეკადობას. გარსის ელემენტებში, წრფივი დრეკადობის ფარგლებში, მხარდაჭერილია იზოტროპული ერთფენიანი, ანიზოტროპული ერთფენიანი, იზოტროპული ლამინირებული და ანიზოტროპული ლამინირებული ვარიანტები. გარსის ელემენტებისთვის არაწრფივი მასალის მოდელები გამოყენებული ვერ იქნება.

თითქმის არაკუმშვადი მასალებისთვის პუასონის კოეფიციენტი 0.5-ზე არ დააყენოთ. FrontISTR სრულად არაკუმშვადი მასალის განსაზღვრას არ უჭერს მხარს. დიდი დეფორმაციის ამოცანებში, სადაც არაკუმშვადობის გავლენა ძლიერია, მნიშვნელოვანია ელემენტის ფორმულირების არჩევაც; შეამოწმეთ ელემენტების ბიბლიოთეკაში ფორმულირების ვარიანტებიც.

წრფივი დრეკადობა

წრფივი დრეკადობა FrontISTR-ის სტრუქტურულ ანალიზში ყველაზე ძირითადი მასალის მოდელია. იგი გამოიყენება წრფივ სტატიკურ, მოდალურ და წრფივ დინამიკურ ანალიზში. ელასტოპლასტიკურობის, ვისკოელასტიკურობისა და ცოცვადობის გამოყენებისასაც წრფივი დრეკადობა იმავე მასალაში ელასტიკურ ნაწილად განისაზღვრება. → დეტალებისთვის იხილეთ !ELASTIC.

იზოტროპული წრფივი დრეკადობისთვის მიეთითება იუნგის მოდული და პუასონის კოეფიციენტი. ტემპერატურაზე დამოკიდებულების შემთხვევაში მათი მნიშვნელობები შეიძლება ტემპერატურის ფუნქციებად ცხრილურად განისაზღვროს. ორთოტროპიის გამოყენებისას მიეთითება სულ 9 დამოუკიდებელი მუდმივა: იუნგის მოდული სამი მიმართულებით, სამი პუასონის კოეფიციენტი და სამი ჭრის მოდული. რადგან ორთოტროპიას მასალის კოორდინატთა სისტემა სჭირდება, შესაბამის !SECTION-ში მიეთითება ლოკალური კოორდინატთა სისტემა.

თუ წრფივი დრეკადობა ბადის მონაცემთა მხარეს განისაზღვრება, გამოიყენეთ !SECTION და !MATERIAL ერთად. ქვემოთ მაგალითში მასალა M1 ენიჭება მოცულობითი ელემენტების ჯგუფ ALL-ს; ITEM=1 განსაზღვრავს იუნგის მოდულსა და პუასონის კოეფიციენტს, ITEM=2 — მასურ სიმკვრივეს, ITEM=3 — წრფივი გაფართოების კოეფიციენტს.

!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

გარსის ელემენტებში წრფივი დრეკადობის ფარგლებში შეიძლება ერთფენიანი და ლამინირებული ვარიანტების განსაზღვრა. ერთფენიანი იზოტროპული მასალისთვის გამოიყენება SUBITEM=4, ერთფენიანი ანიზოტროპული მასალისთვის — SUBITEM=9. ლამინირებულ შემთხვევაში ფენების რაოდენობის შესაბამისი მასალის მუდმივები და ფენის წონები იმავე !ITEM-ში იწერება. ფენის წონები ნორმალიზდება მათი ჯამით და გამოიყენება სისქის მიმართულებით ინტეგრების წონებად. გარსის მთლიანი ფიზიკური სისქე მიეთითება !SECTION, TYPE=SHELL-ის სისქით.

ქვემოთ ნაჩვენებია იზოტროპული მასალის ერთფენიანი გარსის მაგალითი.

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

ქვემოთ ნაჩვენებია იზოტროპული მასალის ორფენიანი ლამინირებული გარსის მაგალითი.

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

ქვემოთ ნაჩვენებია ანიზოტროპული მასალის ერთფენიანი გარსის მაგალითი. ანიზოტროპიის კუთხე გრადუსებში მიეთითება.

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

ქვემოთ ნაჩვენებია ანიზოტროპული მასალის ორფენიანი ლამინირებული გარსის მაგალითი.

!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

ჰიპერელასტიკურობა

ჰიპერელასტიკურობა არის არაწრფივი ელასტიკური მასალა, რომელშიც ძაბვა დეფორმაციის ენერგიის ფუნქციიდან განისაზღვრება. იგი გამოიყენება რეზინის მსგავსი მასალებისთვის, რომლებიც დიდი დეფორმაციის შემდეგაც განტვირთვისას საწყის მდგომარეობას უბრუნდება. შეყვანაში !HYPERELASTIC მითითებულია !MATERIAL ბლოკში. → დეტალებისთვის იხილეთ !HYPERELASTIC.

FrontISTR მხარს უჭერს შემდეგ ჰიპერელასტიკურ მოდელებს. OGDEN მოდელი მხარდაჭერილი არ არის.

მოდელი შეყვანის ტიპი ძირითადი კოეფიციენტები მახასიათებლები
Neo-Hookean NEOHOOKE \(C_{10}\), \(D\) მარტივი იზოტროპული ჰიპერელასტიკური მოდელი, რომელიც შეესაბამება Mooney-Rivlin-ის \(C_{01}=0\) შემთხვევას
Mooney-Rivlin MOONEY-RIVLIN \(C_{10}\), \(C_{01}\), \(D\) იზოტროპული ჰიპერელასტიკური მოდელი, რომელიც ორ შემცირებულ ინვარიანტს იყენებს
Arruda-Boyce ARRUDA-BOYCE \(\mu\), \(\lambda_m\), \(D\) რეზინის მსგავსი მასალის მოდელი მოლეკულური ჯაჭვების ქსელის საფუძველზე
ანიზოტროპული Mooney-Rivlin MOONEY-RIVLIN-ANISO შეყვანიდან იკითხება 10 კოეფიციენტი, მაგრამ მიმდინარე კონსტიტუციური კანონი პირველ 5-ს იყენებს მოდელი, რომელიც აღწერს ჰიპერელასტიკურ რეაქციას ანიზოტროპიით, მაგალითად ბოჭკოს მიმართულებით
მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული ჰიპერელასტიკურობა USER მომხმარებლის მუდმივები მოდელი, რომელშიც ჰიპერელასტიკური კონსტიტუციური კანონი გარე ქვეპროგრამით ხორციელდება

ჰიპერელასტიკურობაში კუმშვადობა გამოიხატება მოცულობის ცვლილებასთან დაკავშირებული \(D\) კოეფიციენტით. სრულად არაკუმშვადი მასალა მხარდაჭერილი არ არის, ამიტომ არ გამოიყენოთ პუასონის კოეფიციენტ \(\nu=0.5\)-ის ეკვივალენტური მითითება. თითქმის არაკუმშვადი მასალისთვის საჭიროა არა მხოლოდ ჰიპერელასტიკური მოდელის კოეფიციენტების, არამედ ელემენტის ფორმულირების სათანადო არჩევაც.

ჰიპერელასტიკურობა ნაგულისხმევად სრული Lagrange მეთოდის ჩარჩოში მუშავდება. დეფორმაციის ენერგიის ფუნქციის, ძაბვისა და მხები სიხისტის განსაზღვრებისთვის იხილეთ ჰიპერელასტიკურობა (თეორია).

ელასტოპლასტიკურობა

ელასტოპლასტიკურობა არის მასალის მოდელი, რომელიც დენადობის ფუნქციით ყოფს ელასტიკურ და პლასტიკურ არეებს და დენადობის შემდეგ რეაქციას გამყარების კანონით აღწერს. შეყვანაში იმავე !MATERIAL ბლოკში ერთად გამოიყენება !ELASTIC და !PLASTIC. → დეტალებისთვის იხილეთ !PLASTIC.

FrontISTR-ში ელასტოპლასტიკური მოდელი განისაზღვრება დენადობის ფუნქციისა და გამყარების კანონის კომბინაციით. მხარდაჭერის დიაპაზონი შემდეგია.

დენადობის ფუნქცია შეყვანის ტიპი მხარდაჭერილი გამყარების კანონი ძირითადი დანიშნულება
Mises MISES BILINEAR, MULTILINEAR, SWIFT, RAMBERG-OSGOOD, KINEMATIC, COMBINED იზოტროპული დენადობა, მაგალითად მეტალებში
Mohr-Coulomb MOHR-COULOMB BILINEAR, MULTILINEAR გრუნტისა და ქანის მასალები, აღწერილი ხახუნის კუთხითა და შეჭიდულობით
Drucker-Prager DRUCKER-PRAGER BILINEAR, MULTILINEAR წნევაზე დამოკიდებული დენადობა, რომელიც Mohr-Coulomb-ს გლუვად აახლოებს
მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული დენადობა USER მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული როდესაც მხები სიხისტე და დაბრუნების ასახვა გარე ქვეპროგრამით ხორციელდება

Mises-ის დენადობის მრავალწრფივი გამყარება მხარს უჭერს ტემპერატურაზე დამოკიდებულ ცხრილებს. Mises-ის ორწრფივი, Swift, Ramberg-Osgood, კინემატიკური და კომბინირებული გამყარება ფასდება მუდმივი ფორმულებით. Mohr-Coulomb და Drucker-Prager ტემპერატურაზე დამოკიდებულებას არ უჭერს მხარს. მრავალწრფივი გამყარების გამოყენებისას შეყვანა ისე უნდა იყოს, რომ პლასტიკური დეფორმაცია უარყოფითი არ იყოს და პირველი პლასტიკური დეფორმაცია იყოს 0.

გარსის, ბრტყელი ძაბვის, ბრტყელი დეფორმაციისა და ღერძსიმეტრიული ელემენტები ელასტოპლასტიკურობას არ უჭერს მხარს. ელასტოპლასტიკური მასალის გამოყენებისას გამოიყენეთ სამგანზომილებიანი უწყვეტი მოცულობითი ელემენტები.

ელასტოპლასტიკურობა ნაგულისხმევად განახლებული Lagrange მეთოდის ჩარჩოში მუშავდება. თუ !PLASTIC-ში მითითებულია INFINITESIMAL, იგი მცირე დეფორმაციის კონსტიტუციურ კანონად განიხილება. ძაბვის განახლებისას ინტეგრება დაბრუნების ასახვის საფუძველზე ხდება; ალგორითმის დეტალებისთვის იხილეთ ელასტოპლასტიკურობა (თეორია).

ვისკოელასტიკურობა

ვისკოელასტიკურობა არის მასალის მოდელი, რომელიც ელასტიკურ რეაქციას დროზე დამოკიდებულ რელაქსაციას ამატებს. FrontISTR-ში განზოგადებული Maxwell-ის მოდელი შეყვანილია Prony-ის რიგის სახით. იმავე !MATERIAL ბლოკში განისაზღვრება !ELASTIC და !VISCOELASTIC. → დეტალებისთვის იხილეთ !VISCOELASTIC.

Prony-ის რიგში რელაქსაციის კოეფიციენტებისა და რელაქსაციის დროების წყვილები რამდენიმე სტრიქონზე მიეთითება. რელაქსაციის დრო 0 ვერ იქნება. ტემპერატურაზე დამოკიდებულების გასათვალისწინებლად !TRS განათავსეთ !VISCOELASTIC-ის შემდეგ და მიუთითეთ ტემპერატურული წანაცვლების ფაქტორი. → დეტალებისთვის იხილეთ !TRS.

ტემპერატურული წანაცვლებისთვის არსებობს WLF და Arrhenius ტიპები; ორივე შემთხვევაში წანაცვლების ფაქტორი \(A\) მოცემულია ანალიზის ტემპერატურის \(\theta\) და საცნობარო ტემპერატურის \(\theta_0\) ფუნქციად. შეყვანაში ორივესთვის მიეთითება ორი მასალის მუდმივა (C1, C2) და საცნობარო ტემპერატურა, მაგრამ მათი მნიშვნელობა არჩეულ წანაცვლების მოდელზეა დამოკიდებული (WLF ტიპში — Williams-Landel-Ferry განტოლების ორი კოეფიციენტი, Arrhenius ტიპში — აქტივაციის ენერგიასთან დაკავშირებული ორი კოეფიციენტი). კონკრეტული ფუნქციური ფორმისა და წანაცვლების ფაქტორის გამოყვანისთვის იხილეთ თეორიული სახელმძღვანელო ვისკოელასტიკურობა.

ცოცვადობა

ცოცვადობა არის მასალის მოდელი, რომელიც აღწერს დროთა განმავლობაში დეფორმაციის განვითარებას მუდმივი დატვირთვის ან მუდმივი ძაბვის ქვეშ. FrontISTR-ის !CREEP მხარს უჭერს Norton-ის კანონს. იმავე !MATERIAL ბლოკში განისაზღვრება !ELASTIC და !CREEP. → დეტალებისთვის იხილეთ !CREEP.

Norton-ის კანონში ცოცვადობის დეფორმაციის სიჩქარე გამოიხატება ეკვივალენტური ძაბვის, დროისა და მასალის მუდმივების \(A\), \(n\), \(m\) ხარისხობრივი დამოკიდებულებით (კონკრეტული ფუნქციური ფორმისთვის იხილეთ თეორიული სახელმძღვანელო ცოცვადობა). მასალის მუდმივები მხარს უჭერს ტემპერატურაზე დამოკიდებულ ცხრილებს, ამიტომ მნიშვნელობები შეიძლება თითოეული ტემპერატურისთვის მიეთითოს.

!CREEP-ის TYPE=USER მხარდაჭერილი არ არის. ცოცვადობის შემცველი საკუთარი კონსტიტუციური კანონის განსახორციელებლად გამოიყენეთ მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული მასალა.

მასალის თვისებები თბოგამტარობის ანალიზისთვის

თბოგამტარობის ანალიზში სტრუქტურული ანალიზის ელასტიკური ან პლასტიკური მასალის ნაცვლად განისაზღვრება სიმკვრივე, კუთრი სითბოტევადობა და თბოგამტარობა. ბმულის, სიბრტყის, მოცულობითი და გარსის ელემენტებისთვის ბადის მონაცემთა !MATERIAL-ში გამოიყენება ITEM=1〜3. თერმული თვისებები შეიძლება ტემპერატურაზე დამოკიდებული ცხრილების სახით მიეთითოს.

შემდეგ მაგალითში მასალა M1-ისთვის სიმკვრივე, კუთრი სითბოტევადობა და თბოგამტარობა ტემპერატურაზე დამოკიდებულად განისაზღვრება. SECTION-ში მასალა M1 ენიჭება მოცულობითი ელემენტების ჯგუფ ALL-ს, ხოლო !MATERIAL-ში ITEM=1-ს სიმკვრივე, ITEM=2-ს კუთრი სითბოტევადობა, ITEM=3-ს თბოგამტარობა ეძლევა თითოეული შესაბამის ტემპერატურასთან წყვილად.

!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.

ინტერფეისული ელემენტებისთვის მასალის მონაცემების ნაცვლად !SECTION, TYPE=INTERFACE-ის მონაცემთა სტრიქონში მიეთითება ნაპრალის სიგანე, ნაპრალის სითბოგადაცემის კოეფიციენტი და გამოსხივების კოეფიციენტები.

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

გარსის ელემენტების თბოგამტარობის ანალიზში თერმული თვისებები, მოცულობითი ელემენტების მსგავსად, მასალის !MATERIAL-ით განისაზღვრება. გარსის სისქე და სისქის მიმართულებით ინტეგრების წერტილების რაოდენობა !SECTION-ის მხარეს მიეთითება.

თერმული ძაბვის ანალიზში ტემპერატურული ველიდან თერმული დეფორმაციის გამოსათვლელად განისაზღვრება ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი. მხარდაჭერილია იზოტროპული და ორთოტროპული თერმული გაფართოების კოეფიციენტები და შესაძლებელია მათი ტემპერატურაზე დამოკიდებულებაც. → დეტალებისთვის იხილეთ !EXPANSION_COEFF. თუ სტრუქტურულ ან დინამიკურ ანალიზში გამოყენებული მასური სიმკვრივე ანალიზის მართვის მონაცემთა მხარეს უნდა მიეთითოს, იხილეთ !DENSITY. თბოგამტარობის ანალიზის სიმკვრივე მიეთითება აქ აღწერილ ბადის მონაცემთა !MATERIAL ITEM=1-ში.

მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული მასალა

მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული მასალა არის შესასვლელი გარე ქვეპროგრამით იმ კონსტიტუციური კანონის განსახორციელებლად, რომელიც FrontISTR-ში ჩაშენებული მასალის მოდელებით ვერ გამოიხატება. შეყვანაში !USER_MATERIAL-ით მიეთითება მდგომარეობის ცვლადების რაოდენობა და მომხმარებლის მუდმივები. → დეტალებისთვის იხილეთ !USER_MATERIAL.

!USER_MATERIAL ნაგულისხმევად განახლებული Lagrange ტიპის კონსტიტუციურ კანონად განიხილება, ხოლო KIRCHHOFF მითითებით — სრული Lagrange ტიპად. მდგომარეობის ცვლადების რაოდენობა NSTATUS-ით განისაზღვრება. მონაცემთა სტრიქონში შეიძლება მაქსიმუმ 100 მომხმარებლის მუდმივის გადაცემა. ეს მუდმივები და მდგომარეობის ცვლადები მომხმარებლის ქვეპროგრამაში კონსტიტუციური კანონის შიდა ცვლადებად გამოიყენება.

!USER_MATERIAL-ში კონსტიტუციური კანონის ძირითადი ნაწილი uMatlMatrix და uUpdate ფუნქციებით ხორციელდება. uMatlMatrix აბრუნებს მასალის მხებ სიხისტეს, ხოლო uUpdate განაახლებს ძაბვასა და მდგომარეობის ცვლადებს. მცირე დეფორმაციის მომხმარებლის ელასტიკურობისთვის გამოიყენეთ !ELASTIC, TYPE=USER; მომხმარებლის ჰიპერელასტიკური მოდელისთვის — !HYPERELASTIC, TYPE=USER; ელასტიკური რეაქცია განხორციელდება uElasticMatrix და uElasticUpdate-ით. მომხმარებლის მიერ განსაზღვრული დენადობის ფუნქციისთვის გამოიყენეთ !PLASTIC, YIELD=USER და განახორციელეთ ელასტოპლასტიკური მხები სიხისტე და დაბრუნების ასახვა.

დაკავშირებული თემები