Презентация на тему MSC.Dytran - 08

состояния)

Модель нарушения сплошности материала (модель “разрыва”)

Модели разрушения

описания свойств, которые “переадресуют” ссылку на оператор описания материалов
CQUAD4,71,100,1,2,3,4
PSHELL,100,300,0.1
DMATEP,300,7852.,210.E9,0.3
Доступны

следующие модели материалов:
DMAT – “обобщённая” модель материала
Материал с комплексным заданием всех свойств, включая текучесть, разрушение, нарушение сплошности (разрыв)
Может использоваться для описания только объёмных элементов
MAT1 – упругий (эластичный) материал
Линейно-упругий материал для моделирования балок и оболочек
DMATEL – упругий (эластичный) материал
Линейно-упругий материал для моделирования мембран и объёмных тел
DMATEP – упруго-пластичный материал с разрушением
Линейно упругий и линейно-пластичный материал для моделирования балок и оболочек

том числе с разрушением
Ортотропные материалы для моделирования оболочек (включая

композитные)
SHEETMAT – анизотропный упруго-пластичный материал с разрушением для оболочек
Используется для моделирования конструкций из металлического листа, полученного прокаткой. Модель разработана проф. Раймондом Крейгом (Raymond Krieg)
DMATOR – ортотропный линейно-упругий материал с разрушением
Ортотропный материал для моделирования объёмных элементов (в том числе из композиционных материалов)
DYMAT14 – материал для моделирования грунтов и вспененных материалов
Нелинейный материал с возможностью большого объёмного сжатия и упруго-пластический при деформациях сдвига
DYMAT24 – упруго-пластический материал с разрушением
Нелинейный упруго-пластический материал с изотропным упрочнением и кусочно-линейной зависимостью напряжения от деформации. Применим для моделирования оболочек, балок и для лагранжевых объёмных элементов

кинематического упрочнения
Материал может использоваться для моделирования структур из камня,

бетона и грунта
DYMAT26 – ортотропный материал с возможностью большого объёмного сжатия
Материал может использоваться только для лагранжевых объёмных элементов
RUBBER1 – резиноподобный материал
Почти несжимаемый гиперэластичный материал. Может применяться только для лагранжевых объёмных элементов
FOAM1 – изотропный материал с возможностью большого сжатия
Материал с нулевым значением коэффициента Пуассона
FOAM2 – изотропный “пеноподобный” материал с гистерезисом
Форма “петли” материала задаётся пользователем, а коэффициент Пуассона имеет нулевое значение

материал
DMATEP - упруго-пластичный материал с разрушением
DYMAT24 - упруго-пластический материал

с разрушением
Оболочки
MAT1 – упругий (эластичный) материал
DMATEP – упруго-пластичный материал с разрушением
MAT8 и MAT8A – ортотропные материалы, в том числе с разрушением
SHEETMAT – анизотропный упруго-пластичный материал
DYMAT24 – упруго-пластический материал с разрушением
Мембраны
DMATEL - упругий (эластичный) материал

модель материала
DMATEL - упругий (эластичный) материал
DMATOR - ортотропный линейно-упругий

материал с разрушением
DYMAT14 -материал для моделирования грунтов и вспененных материалов
DYMAT24 - упруго-пластический материал с разрушением
DYMAT25 - модель материала со специальной зависимостью кинематического упрочнения
DYMAT26 - ортотропный материал с возможностью большого объёмного сжатия
RUBBER1 - резиноподобный материал
FOAM1 - изотропный материал с возможностью большого сжатия
FOAM2 - изотропный “пеноподобный” материал с гистерезисом

оболочек и балок
Пример:

мембран и лагранжевых объёмных элементов
Пример:

моделирования балок и оболочек
Пример:


Номер оператора, описывающего модель текучести
Номер оператора,

описывающего модель разрушения

материал (MAT8A - с разрушением)
Применим для моделирования композиционных материалов
Применим

только для оболочек
Пример:



Модели разрушения (для материала MAT8A):
Модель Tsai-Hill
Модель Tsai-Wu
Модифицированная модель Tsai-Wu
Модель “максимума напряжения”
Модель Chang-Chang
Модель пользователя

для моделирования конструкций из металлического листа, полученного прокаткой
Разработан проф.

Раймондом Крейгом (Raymond Krieg) из университета штата Теннеси (США)
Применим только для оболочек

Вектор, определяющий направление прокатки металлического листа

MSC.Dytran

которой используются:
Уравнение состояния (операторы EOSxx)
Модель сдвиговых свойств (операторы SHRxx)
Модель

текучести (операторы YLDxx)
Модель нарушения сплошности (операторы PMINxx)
Модель разрушения (операторы FAILxx)
Применим только для объёмных элементов
Пример:

вспененных материалов
Применим только для лагранжевых объёмных элементов
Пример:

Величина “pressure cutoff”

зависит от типа поверхности предельного состояния

Тип поверхности предельного состояния

упрочнением и кусочно-линейной зависимостью напряжения от деформации
Возможно моделирование разрушения
Применим

для моделирования балок, оболочек, для объёмных элементов
Пример:

Таблица σ=f(ε)

объёмного сжатия
Применим только для лагранжевых объёмных элементов

Характеристики “скомпактированного” материала


Характеристики

материала во “вспененном” состоянии

сжатия и нулевым значением коэффициента Пуассона. Подходит для моделирования

полипропилена
Пригоден только для лагранжевых объёмных элементов
Пример: задаётся модуль сдвига (G) или объёмный модуль (K)

“петли” гистерезиса задаётся пользователем, значение коэффициента Пуассона равно нулю
Применим

для лагранжевых объёмных элементов
Пример: задаётся модуль сдвига (G) или объёмный модуль (K)

Характеристика материала при сжатии

Вид характеристики материала при “разгрузке”

Коэффициент диссипации энергии

вычисляется в соответствии с моделью Муни-Ривлина (Mooney-Rivlin)
Применим только для

лагранжевых объёмных элементов

0 ≤ μ < 0,5

от изменения его относительного объёма
EOSGAM – уравнение состояния идеального

газа (адиабатический закон)

p = (γ - 1) ⋅ ρ ⋅ E,

где p – давление;
γ – газовая постоянная;
ρ – “текущая” плотность материала;
E – удельная внутренняя энергия вещества

степенная функция плотности и внутренней энергии вещества

При сжатии (μ

≥ 0):
p = a1μ + a2μ2 + a3μ3 + (b0 + b1μ + b2μ2 + b3μ3) ⋅ ρ ⋅ E,

При растяжении (μ < 0):
p = a1μ + (b0 + b1μ) ⋅ ρ ⋅ E,
где p – давление;
μ = ρ/ρ0 –1;
ρ – “текущая” плотность материала;
ρ0 – плотность материала в “исходном” состоянии;
E – удельная внутренняя энергия вещества;
ai , bi – коэффициенты

Тэта (Tait cavitation model)
При отсутствии кавитации (ρ > ρc):

p = a0 + a1(η ⋅ γ - 1),

При наличии кавитации (ρ ≤ ρc):
p = pc,
где p – давление;
η = ρ/ρ0;
γ – постоянная;
ρ – “текущая” плотность материала;
ρ0 – плотность материала в “исходном” состоянии;
ρ0; – “критическое” значение плотности вещества –
“порог” кавитации

уравнение, описывающее ударную волну в ВВ

p = A(1 -

ωη/R1)e - R1/η + B(1 - ωη/R2)e - R2/η + ωηρ0e,
где p – давление;
E – удельная внутренняя энергия вещества;
ρ0 – плотность материала в “исходном” состоянии;
ρ – “текущая” плотность материала;
η = ρ/ρ0;
A, B, R1, R2, ω - постоянные коэффициенты

Модель состояния EOSIG позволяет учитывать отличие свойств “исходного” ВВ и продуктов детонации, моделировать перенос массы, энергии и т.п.
Модель состояния EOSIG базируется на уравнениях состояния, подобных уравнению состояния EOSJWL

– линейно-упругая характеристика сдвиговых свойств
Напряжения сдвига пропорциональны произведению сдвиговых

деформаций и модуля сдвига G

τ = G ⋅ γ

сдвиговых свойств
Механический аналог модели SHRLVE – совокупность соединённых параллельно

пружины, вязкого демпфера и элемента Максвелла







G0 – “краткосрочный” модуль сдвига
G∝ – “долгосрочный” модуль сдвига
β - коэффициент поглощения элемента Максвелла
η0 – коэффициент поглощения сдвиговых деформаций

перехода вещества из упругого состояния в состояние текучести и

характеристики материала , находящегося в этом состоянии
YLDHY – гидродинамическая модель предельного состояния
Напряжение текучести тождественно равно нулю, т.е. материал не воспринимает сдвиговые нагрузки и ведёт себя как жидкость
YLDVM – модель предельного состояния Мизеса
Модель нелинейного изотропного упрочнения с кусочно-линейной зависимостью напряжения от деформации
Используется для моделирования балок, оболочек и для объёмных элементов

Johnson-Cook’а
σy = (A + B⋅εp) ·

[1 + C⋅ln(ε/ε0)]{1 - [(T-Tr)/(Tm-Tr)]m},
где εp – “текущее” значение пластической деформации;
ε – “текущее” значение “скорости” деформации;
ε0 – параметр;
Т – температура;
Tr – температура окружающей среды;
Tm – температура плавления вещества;
A, B, n, C, m – постоянные коэффициенты
YLDMC – модель текучести Мора-Кулона (Mohr-Coulomb) – применима только для эйлеровых материалов, воспринимающих сдвиговую нагрузку
σy = min (Y1, Y2 + Y3⋅p),
где Y1, Y2, Y3 – константы;
p – давление

n

∙

∙

нарушается сплошность материала - возникает разрыв
PMINC – напряжение нарушения

сплошности постоянно

в вычислениях “не участвует”)
FAILMPS – задаётся уровень эквивалентных деформаций,

при котором наступает (вязкое) разрушение материала
FAILEXn – модели разрушения, определяемые пользовательскими подпрограммами (FAILEX – мгновенное разрушение, FAILEX1 – возможность постепенной деградации свойств материала DMATOR)
FAILEST – разрушение при достижении эквивалентным напряжением определённого уровня (при этом происходит потеря возможности восприятия элементом сдвиговых нагрузок, “гидродинамические” свойства сохраняются) и при уменьшении шага интегрирования ниже определённого предела (после этого происходит “полное” разрушение элемента) – модель двухэтапного разрушения

заданного предельного уровня
FAILPRS – разрушение при достижении гидродинамическим давлением

заданного максимального уровня
FAILSDT - разрушение при достижении эквивалентными пластическими деформациями определённого уровня (при этом происходит потеря возможности восприятия элементом сдвиговых нагрузок, “гидродинамические” свойства сохраняются) и при уменьшении шага интегрирования ниже определённого предела (после этого происходит “полное” разрушение элемента) – модель двухэтапного разрушения