/FAIL/HASHIN

フォーマット

定義

例（複合材）

１つの複合材層と純マトリックスの引張および圧縮試験（図 1を参照）で、強度と降伏応力を決定します。これは材料則25とHASHIN破壊モデルで使用されます。この例では剥離は考慮されていません。

図 1. 繊維薄層モデル（I_form =2）

#RADIOSS STARTER
/UNIT/1
unit for mat and failure
#              MUNIT               LUNIT               TUNIT
                  kg                  mm                  ms
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
/MAT/COMPSH/1/1
composite material
#              RHO_I
              1.5E-6
#                E11                 E22                NU12     Iform                           E33
                  42                  40                 .05         1                            .5
#                G12                 G23                 G31              EPS_f1              EPS_f2
                 3.4                   3                   3                   0                   0
#             EPS_t1              EPS_m1              EPS_t2              EPS_m2                dmax
                   0                   0                   0                   0               .9999
#              Wpmax               Wpref      Ioff    IFLAWP               ratio
                   0                   0         5         0                   0
#                  c          EPS_rate_0               alpha                              ICC_global
                   0                2E-4                   0                                       1
#            sig_1yt                b_1t                n_1t           sig_1maxt                c_1t
                  .1                  25                  .1                   0                   0
#            EPS_1t1             EPS_2t1          SIGMA_rst1            Wpmax_t1
                   0                   0                   0                   0
#            sig_2yt                b_2t                n_2t           sig_2maxt                c_2t
                  .1                  20                  .1                   0                   0
#            EPS_1t2             EPS_2t2            sig_rst2            Wpmax_t2
                   0                   0                   0                   0
#            sig_1yc                b_1c                n_1c           sig_1maxc                c_1c
                .005                 800                  .5                   0                   0
#            EPS_1c1             EPS_2c1            sig_rsc1            Wpmax_c1
                 .08                 .15                  .1                   0
#            sig_2yc                b_2c                n_2c           sig_2maxc                c_2c
                .005                2000                  .5                   0                   0
#            EPS_1c2             EPS_2c2            sig_rsc2            Wpmax_c2
                   0                   0                   0                   0
#           sig_12yt               b_12t               n_12t          sig_12maxt               c_12t
                .004                  83                 .31                   0                   0
#           EPS_1t12            EPS_2t12           sig_rst12           Wpmax_t12
                .075                .085                 .05                   0
#          GAMMA_ini           GAMMA_max               d3max
                1E31                1E31               .9999
#  Fsmooth                Fcut
         0                   0
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
/FAIL/HASHIN/1/1
#    Iform  Ifail_sh  Ifail_so               Ratio     I_Dam      Imod   Ifrwave         EPS_DOT_MIN
         2         1         0                   0         1
#           Sigma1_T            Sigma2_T            Sigma3_T            Sigma1_C            Sigma2_C
                   2                .525                1E30                 1.7                 1.7
#            Sigma_C           SigmaF_12           SigmaM_12           SigmaM_23           SigmaM_13
                1E30                1E30                .075                1E30                1E30
#                Phi              Sdelam             Tau_max           EPS_DOT_0                Tcut
                   0                   1                 .01
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
#enddata
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|

コメント

1. ratioの例： ratio=0.5、I_{fail_sh}=2（またはI_{fail_so}=2）の場合、層（または積分点）の半分以上が破断すると要素が削除されます。
2. 3次元材料破壊モデル：
   • 一方向薄層モデル：
     引張 / せん断繊維モード：(1)

     $$F_1={\left(\frac{\langle {\sigma }_{11}\rangle }{{\sigma }_1^t}\right)}^2+\left(\frac{{\sigma }_{12}^2+{\sigma }_{13}^2}{{\sigma }_{12}^f{}^2}\right)$$
     圧縮繊維モード： (2)

     $$F_2={\left(\frac{\langle {\sigma }_a\rangle }{{\sigma }_1^c}\right)}^2$$

     ここで、 ${\sigma }_a=-{\sigma }_{11}+\text{}\langle -\frac{{\sigma }_{22}+{\sigma }_{33}}{2}\rangle$

     クラッシュモード(3)

     $$F_3={\left(\frac{\langle p\rangle }{{\sigma }_c}\right)}^2$$

     ここで、 $p=-\frac{{\sigma }_{11}+{\sigma }_{22}+{\sigma }_{33}}{3}$

     破壊マトリックスモード：(4)

     $$F_4={\left(\frac{\langle {\sigma }_{22}\rangle }{{\sigma }_2^t}\right)}^2+{\left(\frac{{\sigma }_{23}}{S_{23}}\right)}^2+{\left(\frac{{\sigma }_{12}}{S_{12}}\right)}^2$$
     剥離モード：(5)

     $$F_5=S_{del}^2\left[{\left(\frac{\langle {\sigma }_{33}\rangle }{{\sigma }_2^t}\right)}^2+{\left(\frac{{\sigma }_{23}}{{\tilde{S}}_{23}}\right)}^2+{\left(\frac{{\sigma }_{13}}{S_{13}}\right)}^2\right]$$

     ここで、

     $\begin{array}{c}{S}_{12}={\sigma }_{12}^m+\langle -{\sigma }_{22}\rangle \tan \varphi \\ S_{23}={\sigma }_{23}^m+\langle -{\sigma }_{22}\rangle \tan \varphi \\ S_{13}={\sigma }_{13}^m+\langle -{\sigma }_{33}\rangle \tan \varphi \\ {\tilde{S}}_{23}={\sigma }_{23}^m+\langle -{\sigma }_{33}\rangle \tan \varphi \end{array}$

     注: (6)

     $$\langle a\rangle =\{\begin{array}{c}aifa>0\\ 0ifa<0\end{array}$$
   • 繊維薄層モデル：
     引張 / せん断繊維モード：(7)

     $$F_1={\left(\frac{\langle {\sigma }_{11}\rangle }{{\sigma }_1^t}\right)}^2+\left(\frac{{\sigma }_{12}^2+{\sigma }_{13}^2}{{\sigma }_a^f{}^2}\right)$$

     (8)

     $$F_2={\left(\frac{\langle {\sigma }_{22}\rangle }{{\sigma }_2^t}\right)}^2+\left(\frac{{\sigma }_{12}^2+{\sigma }_{23}^2}{{\sigma }_b^f{}^2}\right)$$

     ここで、 ${\sigma }_a^f={\sigma }_{12}^f\text{},\text{}{\sigma }_b^f={\sigma }_{12}^f\frac{{\sigma }_2^t}{{\sigma }_1^t}$

     圧縮繊維モード：(9)

     $$F_3={\left(\frac{\langle {\sigma }_a\rangle }{{\sigma }_1^c}\right)}^2$$
     ここで、 ${\sigma }_a=-{\sigma }_{11}+\text{}\langle -{\sigma }_{33}\rangle$ (10)

     $$F_4={\left(\frac{\langle {\sigma }_b\rangle }{{\sigma }_2^c}\right)}^2$$

     ここで、 ${\sigma }_b=-{\sigma }_{22}+\text{}\langle -{\sigma }_{33}\rangle$

     クラッシュモード(11)

     $$F_5={\left(\frac{\langle p\rangle }{{\sigma }_c}\right)}^2$$

     ここで、 $p=-\frac{{\sigma }_{11}+{\sigma }_{22}+{\sigma }_{33}}{3}$

     せん断破壊マトリックスモード：(12)

     $$F_6={\left(\frac{{\sigma }_{12}}{{\sigma }_{12}^m}\right)}^2$$
     マトリックス破壊モード：(13)

     $$F_7=S_{del}^2\left[{\left(\frac{\langle {\sigma }_{33}\rangle }{{\sigma }_3^t}\right)}^2+{\left(\frac{{\sigma }_{23}}{S_{23}}\right)}^2+{\left(\frac{{\sigma }_{13}}{S_{13}}\right)}^2\right]$$

     ここで、

     $\begin{array}{c}{S}_{13}={\sigma }_{13}^m+\langle -{\sigma }_{33}\rangle \tan \varphi \\ S_{23}={\sigma }_{23}^m+\langle -{\sigma }_{33}\rangle \tan \varphi \end{array}$

     損傷パラメータがF_i ≥ 1.0の場合、数値の不安定性を回避するため、指数関数を使用して応力を減少させます。緩和手法は、応力を徐々に減少させて使用します：(14)

     $$\sigma (t)=\mathrm{f}(t)\cdot {\sigma }_d(t_r)$$
     ここで、 (15)

     $$\mathrm{f}(t)=\exp \left(-\frac{t-t_r}{{\tau }_{\max }}\right)$$

     および $t\ge t_r$

     ここで、

     $t$

     時間

     $t_r$

     損傷基準が推定される場合における緩和の開始時間

     ${\tau }_{\text{max}}$

     動的緩和の時間

     ${\sigma }_d\left(t_r\right)$

     損傷開始時の応力

3. 損傷値Dは、0 ≤ D ≤ 1です。破壊の状態は次のとおりです。
   • 0 ≤ D > 1の場合： 破壊なし
   • D = 1の場合： 破壊

   ここで、一方向薄層モデルの場合は $D=Max\left(F_1,F_2,F_3,F_4,F_5\right)$ 、繊維薄層モデルの場合は $D=Max\left(F_1,F_2,F_3,F_4,F_5,F_6,F_7\right)$ 。この損傷値は/ANIM/BRICK/DAMAまたは/ANIM/SHELL/DAMAで示されます。

4. fail_IDは、/STATE/BRICK/FAILおよび/INIBRI/FAILで使用されます。デフォルト値はありません。この行が空白の場合、/INIBRI/FAIL内の破壊モデル変数のために出力される値はありません（/STATE/BRICK/FAILオプションで.staファイルに書き込まれます）。
5. 破壊基準に達した後、 ${\tau }_{\max }$ の値は破断要素での応力が徐々に減少して0になるまでの期間を決定します。応力が破壊の開始時における応力値の1%に達すると、要素は削除されます。これは、要素が突然削除され、隣接要素で破断の“連鎖反応“が起こることによる不安定性を回避するために必要となります。破壊基準に達した場合でも、 ${\tau }_{\max }=1.0E30$ のデフォルト値であれば要素は削除されません。したがって、 ${\tau }_{\max }$ をシミュレーションの時間ステップの10倍大きく定義することが推奨されます。
6. I_Damオプションは、損傷計算および損傷を計算する安定性を向上させます。