繊維強化樹脂材料 /MAT/LAW25 CRASURV 材料のパラメータ設定方法をお伝えします。(Parameter explanation of /MAT/LAW25, CRASURV for a fiber reinforced plastic material)
altair_fukuoka
Altair Employee
Altair Employeeもっとも簡単な案
いきなりですが /MAT/LAW25 CRASURV はかなりパラメータ設定難易度が高いです。簡単さを求めるなら MultiScale Designer 材料プラグインを Radioss で使うのが簡単です。
説明の対象、範囲
リファレンスに記載されている材料例 Example (Carbon composite) の設定内容のみ説明します。
事細かく説明すると返って分かりにくくなってしまうためです。熟読したい方はリファレンスを読んでください。
Example Carbon composite の説明をテキスト内にコメント
/MAT/COMPSH/1/1 carbone based tissu # RHO_I .0015 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # RHO_I: 密度 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # E11 E22 NU12 Iform E33 56275 54868 .042 1 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # E11: 11方向弾性係数 # E22: 22方向弾性係数 # NU12: 12方向ポアソン比 # Iform=1: CRASURV 材料モデル選択 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # G12 G23 G31 EPS_f1 EPS_f2 4212 4212 4212 0 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # G12: 12方向横弾性係数 # G23: 23方向横弾性係数 # G31: 31方向横弾性係数 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_t1 EPS_m1 EPS_t2 EPS_m2 d_max .016305 .02 .014131 .016 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_t1: 1方向のダメージ開始引張りひずみ # EPS_m1: 1方向のダメージ完了ひずみ # EPS_t2: 2方向のダメージ開始引張りひずみ # EPS_m2: 2方向のダメージ完了ひずみ # 別途説明します #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # Wpmax Ioff WP_fail ratio 15 6 0 .5 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # Wpmax: 破断塑性ひずみエネルギー # Ioff=6: 前述の EPS_m1, EPS_m2 もしくは、今回の破断塑性ひずみエネルギーへ到達する積層数の # 割合が ratio より多く成れば要素を削除するルール # 別途説明します #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # c EPS_rate_0 alpha ICC_global 0 0 0 0 # sig_1yt b_1t n_1t sig_1maxt c_1t 917.59 0 1 919 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # sig_1yt: 1方向の引張り降伏応力. この設定では応力は sig_1yt で頭打ちに # (n_1t, sig_1maxt は挙動に影響していないので省略) #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_1t1 EPS_1t2 SIGMA_rst1 Wpmax_t1 0 0 0 0 # sig_2yt b_2t n_2t sig_2maxt c_2t 775.38 0 1 777 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # sig_2yt: 2方向の引張り降伏応力. この設定では応力は sig_2yt で頭打ちに # (n_2t, sig_2maxt は挙動に影響していないので省略) #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_2t1 EPS_2t2 sig_rst2 Wpmax_t2 0 0 0 0 # sig_1yc b_1c n_1c sig_1maxc c_1c 355 .17 .84 708.87 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # sig_1yc: 1方向の圧縮下の初期降伏応力 # b_1c: 1方向圧縮の塑性硬化パラメータ # n_1c: 1方向圧縮の塑性硬化係数 # sig_1maxc: 1方向の圧縮最大応力 # 別途説明します #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_1c1 EPS_1c2 sig_rsc1 Wpmax_c1 .0226 .025 0 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_1c1: 圧縮下で、ダメージ開始となる 1方向ひずみ # EPS_1c2: 圧縮下で、ダメージ完了となる 1方向ひずみ # sig_rsc1 = 0: ダメージ完了後の応力を sig_1yc/1000 とする # 別途説明します #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # sig_2yc b_2c n_2c sig_2maxc c_2c 355 .17 .84 702.97 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # sig_2yc: 2方向、圧縮の初期降伏応力 # b_2c: 2方向圧縮の塑性硬化パラメータ # n_2c: 2方向圧縮の塑性硬化係数 # sig_2maxc: 2方向の圧縮最大応力 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_2c1 EPS_2c2 sig_rsc2 Wpmax_c2 .0226 .025 0 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_2c1: 圧縮下で、ダメージ開始となる 1方向ひずみ # EPS_2c2: 圧縮下で、ダメージ完了となる 1方向ひずみ # sig_rsc2 = 0: ダメージ完了後の応力を sig_2yc/1000 とする #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # sig_12y b_12 n_12 sig_12max c_12 30 2.872290896763 .3 132.57 0 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # sig_12y: 12方向せん断時の初期降伏応力 # b_12: 12方向せん断の塑性硬化パラメータ # n_12: 12方向せん断の塑性硬化係数 # sig_12max: 12方向のせん断最大応力 #--------------------------------------------------------------------------------------------------- # EPS_12t1 EPS_12t2 sig_rs_12 Wpmax_12 0 0 0 0 # GAMMA_ini GAMMA_max d3_max 0 0 0 # Fsmooth Fcut 0 0
EPS_t1, EPS_m1 (EPS_t2, EPS_m2) の説明
EPS_t1, EPS_m1 (EPS_t2, EPS_m2 は方向違い) は引張り時に次のような挙動となります。
Ioff=6, Wpmax, ratio の説明
Ioff=6 と ratio=0.5 により、EPS_m1, EPS_m2 までひずみが到達するか、塑性ひずみエネルギーが Wpmax まで到達する層の数の全体の層への割合が、 0.5 を超えると要素を削除します。
塑性ひずみエネルギー=全エネルギー-弾性ひずみエネルギー
で求まります。全エネルギーは HyperGraph などのグラフソフトで応力―ひずみ線図から面積を算出してください。弾性ひずみエネルギーは三角形の面積なので (0.5*応力^2/弾性係数) で求まります。
sig_1yc, b_1c, n_1c, sig_1maxc の説明 (sig_2yc, sig_12y ら同様)
降伏応力を sig_1c を次の式で表すためのパラメータです。
sig_1c = sig_1yc * ( 1 + b_1c * Wp ^ n_1c)
ほとんど Johnson-Cook の式ですが、塑性ひずみではなく、塑性ひずみエネルギーを使ったしきであるところが違います。
EPS_1c1, EPS_1c2, sig_rsc1 の説明 (EPS_2c1 らも同様)
次のようにダメージを与えて応力を低下させるものです
という具合になります。かなりややこしかったと思います。MultiScale Designer 材料を Radioss で使う方がはるかに簡単ですので、そちらもぜひお試しください。
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