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嘉峪檢測網(wǎng) 2022-03-13 01:07
有些材料類型中有關(guān)于失效準則的定義,但是也有些無失效準則的材料類型,這個時候需要額外的定義失效準則,與材料參數(shù)一塊定義材料特性。用到*mat_add_erosion關(guān)鍵字,對于這個關(guān)鍵字有幾個需要注意的地方。
1、材料的通用性準則:材料通常為拉破壞或者剪切破壞,靜水壓是以壓為正,拉為負,所以靜水壓破壞就是給出最小的承受壓力,當然需要小于0(即拉力),如果靜水壓小于該值,則材料破壞。相反,應(yīng)力則是以壓為負,拉為正,故最大主應(yīng)力或最大等效應(yīng)力或最大剪應(yīng)力破壞等等都是給出最大的應(yīng)力極限,當然大于0,如果拉應(yīng)力大于該值,則材料破壞,無論是MAT_ADD_EROSION,還是材料內(nèi)部自帶的破壞準則還是其他軟件,都遵循以上準則。注意:屈服不是失效。
2、單元失效模擬的功能與目的單元刪除功能本身是為了克服有限元本身的缺陷的一項方法,由于有限元本身就是基于連續(xù)介質(zhì)力學的,而在連續(xù)介質(zhì)理學中,所研究的物體需要是連續(xù)的,既物質(zhì)域在空間中連續(xù)。在這樣的理論假設(shè)框架下,單元本身是不會消失的。然而在實際情況下,由于損傷斷裂的存在,勢必會使得一些單元消失或者完全的失效,所以為了能夠模擬這種情況,DYNA提供了單元失效功能。破壞、失效、斷裂,都是工程性的概念,它表示在達到某一準則后,結(jié)構(gòu)、構(gòu)件、或者構(gòu)件中的某一部分,從結(jié)構(gòu)中退出工作,不再影響整體結(jié)構(gòu)的受力。而從有限元概念上說,對上述機制的模擬,基本手段都是一樣的,就是當滿足某一指標(比如某個應(yīng)變大?。┖?,將一個單元或者一個積分點的質(zhì)量、剛度和應(yīng)力、應(yīng)變都設(shè)為零(或者非常接近與零),這樣它在整體結(jié)構(gòu)計算中就不再發(fā)揮作用,進而實現(xiàn)了退出工作機制的模擬。所以,無論是把纖維模型中的某個纖維、或者分層殼模型中的某一層、或者實體模型中的某個積分點,或者結(jié)構(gòu)中的某個單元,讓其不再參與整體結(jié)構(gòu)計算,都可以達到模擬破壞退出工作的目的。而所謂單元生死技術(shù),是上述基本概念在有限元程序中的一個“打包”應(yīng)用。它除了讓單元不再參與計算外,一般還有一個重要的附加功能,就是對僅和“被殺死”單元相連的“孤島”節(jié)點,讓其自由度不再參與整體結(jié)構(gòu)計算,以減少計算困難。而后來有限元程序的前后處理又不斷改進,可以做到在后處理里面“看不到”已殺死的單元,這樣就顯得更加真實。但正因為這些包裝,使得很多人反而忘記了所謂單元生死技術(shù)的基本概念。.所以,不要被單元生死嚇到,即便是有限元程序不提供“單元生死”功能,通過適當?shù)脑O(shè)計單元質(zhì)量、剛度和應(yīng)力應(yīng)變矩陣,也可以實現(xiàn)單元生死同樣的效果。至于構(gòu)件的部分或局部破壞(諸如鋼筋的斷裂),更是有多種實現(xiàn)方法,使用者可以靈活掌握。
3、關(guān)于關(guān)鍵字參數(shù)這個參數(shù)有兩行參數(shù),第一行:MID(MID待失效的材料編號)excl(排除數(shù)字,任意假設(shè));第二行:PFAIL(失效壓力)SIGPI(失效主應(yīng)力)SIGVM(失效等效應(yīng)力,一般指抗拉強度)EPSPI(失效主應(yīng)變)EPSSH(失效剪應(yīng)變)SIGTH(極限應(yīng)力)IMPULSE(失效應(yīng)力沖量)FAILTM(失效時間)其中excl為排除數(shù)字,這個數(shù)字可以任意定義,如果第二行某個參數(shù)和這個數(shù)據(jù)相同,那么該參數(shù)定義的失效準則就被忽略。(第二行可以定義很多準則)。不選用其它失效準則不能留空,必須要填排除數(shù)字。關(guān)于PFAIL關(guān)鍵字的說明:此關(guān)鍵字表示物體的靜水壓破壞,即各個方向受到壓力時的破壞準則,其中壓為正,拉為負,一般材料尤其是混凝土材料都是拉伸破壞,故此參數(shù)一般定義為負數(shù),對于大小比較的是代數(shù)值的大小,因此當?shù)陀诖藴蕜t即拉伸力超過允許數(shù)值,材料即宣告破壞(類似抗壓強度)。當實際的靜水壓力(其實應(yīng)該是拉力)小于此值(代數(shù)大小),材料即宣告破壞。除最后一個是關(guān)于時間的破壞準則外,其余的六個破壞準則都是正數(shù),表示拉力,當計算的數(shù)值大于此值時材料失效刪除。
4、關(guān)于材料失效壓縮破壞在這個關(guān)鍵字中無法體現(xiàn),要想施加壓縮破壞準則,必須要自己定義關(guān)鍵字參數(shù),即進行二次開發(fā)。
5、關(guān)于材料失效與裂紋在DYNA中,材料一旦失效就被自動的刪除,而結(jié)構(gòu)之所以出現(xiàn)裂縫或者破碎,是因為結(jié)構(gòu)單元中一部分單元失效,另一部分未失效,這些未失效的部分被孤立就形成了破碎。裂紋的形成有兩種方式,一種是定義單元失效準則(*mat_add_erosion關(guān)鍵字),這種在定義的時候裂紋部位的網(wǎng)格必須足夠的密,否則大量單元時效對結(jié)算結(jié)果會有較大影響;另一種是定義節(jié)點約束失效形成裂紋,方法是單元之間不是通過共節(jié)點進行連接,而是相互獨立的,通過定義失效約束進行連接,這種方法的問題在于建立模型的過程比較復(fù)雜。

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