バルクデータエントリ 破壊基準計算のために材料特性と破壊モデルパラメータを定義します。
フォーマット
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MATF |
MID |
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CRI |
CRITERIA |
TID/V1 |
V2 |
V3 |
V4 |
V5 |
V6 |
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V7 |
V8 |
V9 |
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V10 |
V11 |
V12 |
W1 |
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W2 |
W3 |
W4 |
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etc |
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例
(1) |
(2) |
(3) |
(4) |
(5) |
(6) |
(7) |
(8) |
(9) |
(10) |
MATF |
100 |
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CRI |
PUCK |
3.E5 |
3.E5 |
3.E5 |
3.E5 |
3.E5 |
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0.25 |
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0.25 |
0.25 |
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定義
フィールド |
内容 |
SI単位の例 |
MID |
材料識別番号。 (整数 > 0)
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CRI |
破壊基準の入力データが次に続くことを示すCRIフラグ。 9 |
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CRITERIA |
選択された破壊基準を表す文字列。
- PUCK
- Puck破壊基準。
- HILL
- Hill破壊基準。
- HOFF
- Hoffman破壊基準。
- TSAI
- Tsai-Wu破壊基準。
- HASH
- Hashin破壊基準。
- STRN
- 最大ひずみ破壊基準。
- STRS
- 最大応力破壊基準。
- DUCTILE
- 損傷開始基準。
- PUCK3D
- 連続体シェル要素のPuck破壊基準。
- HILL3D
- 異方性材料を使用した連続体シェル要素 / ソリッド要素のHill破壊基準。
- HOFF3D
- 異方性材料を使用した連続体シェル要素 / ソリッド要素のHoffman破壊基準。
- TSAI3D
- 異方性材料を使用した連続体シェル要素 / ソリッド要素のTsai-Wu破壊基準。
- HASH3D
- 連続体シェル要素のHashin破壊基準。
- STRND3D
- 異方性材料を使用した連続体シェル要素 / ソリッド要素の最大ひずみ破壊基準。
- STRS3D
- 異方性材料を使用した連続体シェル要素 / ソリッド要素の最大応力破壊基準。
- CNTZ3D
- 連続体シェル要素のCuntze破壊基準。
デフォルト値はありません。
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TID |
温度(Xi)と損傷の開始時の等価塑性ひずみ(Yi)の関係を特定するTABLEMDエントリの識別番号。 7 |
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Vi |
材料応力の限界。 2 3 (実数 > 0.0)
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Wi |
破壊基準計算のパラメータ。 4
- W1
- 破壊エンベロープ係数12(-)。
- W2
- 破壊エンベロープ係数12(+)。
- 空白の場合は、W1と等しく設定され、 W1とW3を指定する必要があります。
- W3
- 破壊エンベロープ係数22(-)。
- W4
- 破壊エンベロープ係数22(+)。
- これはPUCK3Dにのみ使用されます。
(実数 > 0.0)
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コメント
- MIDフィールドは、MAT1、MAT2、MAT8、MAT9、またはMAT9ORエントリを参照する場合があります。
- 積層シェル(PCOMP/PCOMPP/PCOMPG)では次のようになります。
、
V2~
V5は、材料の応力 / ひずみ限界を指定します。
- V1
- 縦方向の引張応力 / ひずみの限界
- V2
- 縦方向の圧縮応力 / ひずみの限界
- V3
- 横方向の引張応力 / ひずみの限界
- V4
- 横方向の圧縮応力 / ひずみの限界
- V5
- 平面内のせん断応力 / ひずみの限界
STRS破壊基準では、入力する許容値は応力許容値である必要があります。
STRN破壊基準では、入力する許容値はひずみ許容値である必要があります。OptiStructは、STRN破壊基準については内部変換を行いません。定義された値は、MATFのSTRN破壊基準のひずみ許容値として直接使用されます。
STRN破壊基準では、MAT8エントリのSTRNフィールドは、MATFエントリで定義された許容値に影響を与えません。
ソリッド要素(MAT9/MAT9OR)および連続体シェル(PCOMPLS)では次のようになります。
、
V2~
V9は、材料の応力 / ひずみ限界を指定します。
- V1
- 1-1方向の引張応力 / ひずみの限界
- V2
- 1-1方向の圧縮応力 / ひずみの限界
- V3
- 2-2方向の引張応力 / ひずみの限界
- V4
- 2-2方向の圧縮応力 / ひずみの限界
- V5
- 3-3方向の引張応力 / ひずみの限界
- V6
- 3-3方向の圧縮応力 / ひずみの限界
- V7
- 1--2方向のせん断応力 / ひずみの限界
- V8
- 2--3方向のせん断応力 / ひずみの限界
- V9
- 1--3方向のせん断応力 / ひずみの限界
座標系1-2-3は、MAT9を使用したソリッド要素または連続体シェル要素にユーザーが定義します。
STRS3D破壊基準では、入力する許容値は応力許容値である必要があります。
STRN3D破壊基準では、入力する許容値はひずみ許容値である必要があります。OptiStructは、STRN3D破壊基準については内部変換を行いません。定義された値は、MATFのSTRN3D破壊基準のひずみ許容値として直接使用されます。
- 、V11、およびV12は、TSAI/TSAI3D基準に使用されます。
- TSAIの場合:
- :
項の連成係数
。
- V10が空白の場合、連成係数はW1から算出されます。
- V10とW1の両方が空白の場合、連成係数は0.0です。
- TSAI3Dの場合:
- :
項の連成係数
。
- :
項の連成係数
。
- :
項の連成係数
。
- V10、V11、およびV12がすべて空白である場合、連成係数はW1、W2、およびW3から算出されます。
- V10、V11、およびV12と、W1、W2、およびW3がすべて空白の場合、連成係数は0.0です。
- 、W2、W3、およびW4の定義は、指定された破壊基準に依存します。
- PUCK/PUCK3Dは、次の破壊エンベロープのパラメータを指定します:
- W1
- 破壊エンベロープ係数12(-)
- W2
- 破壊エンベロープ係数12(+)。
- W2が空白の場合、これはW1と等しく設定され、W1とW3を指定する必要があります。
- W3
- 破壊エンベロープ係数22(-)
- W4
- 破壊エンベロープ係数22(+)。
- これはPUCK3Dにのみ使用されます。
- 異方性ソリッド材料のTSAI3D
V10、V11、およびV12が空白の場合、これらは等二軸引張試験における引張応力限界です。W1は、2つの引張荷重を方向1と方向2に適用する等二軸試験における引張応力限界です。W1は必須であり、W2とW3はオプションです。W2とW3を指定していない場合、これらはW1と同じ値に設定されます。W2とW3の定義はW1に似ています。W2は、2つの引張荷重を方向2と方向3に適用する等二軸引張試験における引張応力限界です。W3は、2つの引張荷重を方向1と方向3に適用する等二軸引張試験における引張応力限界です。
V10、V11、およびV12が定義されている場合、W1、W2、およびW3はTSAI3Dでは無視されます。
- HASH3D
Hashin破壊基準を連続体シェル要素に適用する場合、W1がalphaとして設定され、引張繊維チェックで横せん断応力(1-2方向と1-3方向)が考慮されます。W1が空白の場合、alphaは1.0と見なされます。
- CNTZ3D
Cuntze破壊基準を使用する場合は、2つの自由曲線パラメータ
、
、および
に対応する
W1と
W2を指定する必要があります。2つの曲線パラメータは、実験による多軸試験データから決定することができます。Cuntze
1では、GFRP、CFRP、およびAFRPの安全を期した制限値を次のように想定しています:
(1)
- いくつかの破壊基準がPCOMP(G/P)(MATi上の許容値)とMATFの両方で定義されている場合は、以下のようになります:
- PCOMP(G/P)プロパティとMATFエントリの両方で同じ基準タイプが定義されている場合は、MATFエントリで定義された許容値が破壊基準の計算で使用されます。MATFエントリは、対応するMATiエントリ(存在する場合)で定義された許容値を上書きします。
- いくつかの基準がPCOMP(G/P)のみで定義されているが、MATFでは定義されていない場合、そのような基準では、許容値は対応するMATiエントリから取得されます。
- いくつかの基準がMATFで定義されており、PARAM,ALLFT,YESが存在する場合、MATFで定義された基準では、MATFで定義された許容値が使用されます。ただし、MATFで定義されていない基準は、対応するMATiエントリで定義された許容値に基づいて計算されます。
- 次の基準は、MATFエントリにのみ定義できます。
PUCK、DUCTILE、PUCK3D、HILL3D、HOFF3D、TSAI3D、HASH3D、STRN3D、CNTZ3D。
残りの基準は、対応するエントリPCOMPP/PCOMPG/PCOMPのFTフィールドでも定義できます。
PUCK破壊基準は、エントリPCOMPP/PCOMPG/PCOMPのFTフィールドで使用できますが、それに対応する破壊エンベロープ係数(W1、W2、W3)は、MATFエントリにのみ定義できます。したがって、エントリPCOMP/PCOMPG/PCOMPPのFTフィールドでPUCK破壊基準を要求した場合、MATFエントリは必須であり、PUCK基準専用のMATFで基準の許容値を定義する必要があります。PUCK破壊基準を使用するには、対応する材料エントリを参照するMIDと共にMATFエントリを指定する必要があります。
- CRITERIAフィールドをDUCTILEに設定する場合、TIDフィールドはNDEPが1に設定されたTABLEMDエントリを指すようにします。最初のデータ列(Yi)は、損傷の開始時の等価塑性ひずみです。2番目のデータ列(Xi)は、対応する温度です。2番目の列は昇順で指定する必要があります。
OSTTS解析でCRITERIAフィールドがDUCTILEに設定されている場合、温度ごとに温度ベースの参照が行われ、TABLEMDエントリから対応する等価塑性ひずみが特定されます。この等価塑性ひずみを計算されたフォンミーゼスひずみと共に使用して、損傷を計算します(この損傷は、DAMAGE入出力オプションエントリを使用して出力できます)。
- 次の表は、サポートされている破壊基準を各種プロパティおよび材料と共に示しています。
表 1. シェル要素
|
PSHELL |
PCOMP/PCOMPG/PCOMPP |
|
MAT1/MAT2/MAT8 |
HILL |
No |
Yes |
HOFF |
No |
Yes |
TSAI |
No |
Yes |
STRN |
No |
Yes |
STRS |
No |
Yes |
HASHIN |
No |
Yes |
PUCK |
No |
Yes |
DUCTILE |
No |
Yes |
表 2. ソリッド要素
|
PSOLID |
PCOMPLS |
MAT9 |
MAT9OR |
MAT9 |
MAT9OR |
HILL3D |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
HOFF3D |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
TSAI3D |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
STRN3D |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
STRS3D |
Yes |
Yes |
Yes |
Yes |
HASH3D |
No |
Yes |
Yes |
Yes |
PUCH3D |
No |
Yes |
Yes |
Yes |
CNTZ3D |
No |
Yes |
Yes |
Yes |
- 単一のMATFエントリで複数の異なる破壊基準を定義できます。したがって、CRI継続行を繰り返すことができ、複数の異なる破壊基準を指定できます。ただし、特定の破壊基準をMATFエントリで繰り返すことはできません。PCOMP(G)およびPLY(PCOMPPの場合)エントリのMID#フィールドにある、(MATFと同じIDの)対応する材料エントリを参照することによって、さまざまな材料に対してさまざまな破壊基準を定義できます。単一の複合材プロパティに複数の異なる破壊基準を定義する必要がある場合は、MATFエントリを使用します。
1 Cuntze, R.G.およびFreund, A.、The predictive capability of failure mode concept-based strength criteria for multidirectional laminates in Failure Criteria in Fibre Reinforced Polymer Composites、2004年QinetiQ Ltd.。Elsevier Ltd.により発行。