Презентация "MSC.Dytran - 08" - скачать презентации по Информатике

Содержание

Слайд 2

СОДЕРЖАНИЕ Задание (описание) материалов Уравнение состояния Модели сдвиговых свойств Модели текучести

СОДЕРЖАНИЕ

Задание (описание) материалов
Уравнение состояния
Модели сдвиговых свойств
Модели текучести (предельного состояния)
Модель нарушения сплошности

материала (модель “разрыва”)
Модели разрушения
Слайд 3

“ТИПЫ” МАТЕРИАЛОВ Операторы задания лагранжевых элементов ссылаются на операторы описания свойств,

“ТИПЫ” МАТЕРИАЛОВ

Операторы задания лагранжевых элементов ссылаются на операторы 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
Слайд 4

“ТИПЫ” МАТЕРИАЛОВ MAT8 + MAT8A – ортотропные материалы, в том числе

“ТИПЫ” МАТЕРИАЛОВ

MAT8 + MAT8A – ортотропные материалы, в 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
Слайд 5

“ТИПЫ” МАТЕРИАЛОВ DYMAT25 – модель материала со специальной зависимостью кинематического упрочнения

“ТИПЫ” МАТЕРИАЛОВ

DYMAT25 – модель материала со специальной зависимостью 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
Слайд 6

“ПРИМЕНИМОСТЬ” МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Балки MAT1 – упругий (эластичный) материал

“ПРИМЕНИМОСТЬ” МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Балки
MAT1 – упругий (эластичный) 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
Слайд 7

“ПРИМЕНИМОСТЬ” МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Объёмные элементы DMAT – “обобщённая” модель

“ПРИМЕНИМОСТЬ” МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Объёмные элементы
DMAT – “обобщённая” 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
Слайд 8

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА MAT1 Упругий (эластичный) материал Применим для моделирования оболочек и балок Пример:

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА MAT1

Упругий (эластичный) материал
Применим для моделирования оболочек и балок
Пример:

Слайд 9

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DMATEL Упругий (эластичный) материал Применим для моделирования мембран и лагранжевых объёмных элементов Пример:

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DMATEL

Упругий (эластичный) материал
Применим для моделирования мембран и лагранжевых

объёмных элементов
Пример:
Слайд 10

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DMATEP Упруго-пластичный материал с разрушением Применим для моделирования

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DMATEP

Упруго-пластичный материал с разрушением
Применим для моделирования балок и

оболочек
Пример:

Номер оператора, описывающего модель текучести

Номер оператора, описывающего модель разрушения

Слайд 11

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ MAT8 И MAT8A Линейно упругий ортотропный материал (MAT8A

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ MAT8 И MAT8A

Линейно упругий ортотропный 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
Слайд 12

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА SHEETMAT Ортотропный упруго-пластичный материал с разрушением Применяется для

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА SHEETMAT

Ортотропный упруго-пластичный материал с разрушением
Применяется 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

Слайд 13

ПРИМЕР: МОДЕЛИРОВАНИЕ ШТАМПОВКИ КОРПУСА АВТОМОБИЛЬНОЙ ФАРЫ С ПОМОЩЬЮ MSC.Dytran

ПРИМЕР: МОДЕЛИРОВАНИЕ ШТАМПОВКИ КОРПУСА АВТОМОБИЛЬНОЙ ФАРЫ С ПОМОЩЬЮ MSC.Dytran

Слайд 14

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DMAT “Обобщённая” модель материала, для описания которой используются:

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DMAT

“Обобщённая” модель материала, для описания 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:
Слайд 15

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DYMAT14 Материал для моделирования грунтов и вспененных материалов

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DYMAT14

Материал для моделирования грунтов и вспененных материалов
Применим только

для лагранжевых объёмных элементов
Пример:

Величина “pressure cutoff” зависит от типа поверхности предельного состояния

Тип поверхности предельного состояния

Слайд 16

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DYMAT24 Нелинейный упруго-пластический материал с изотропным упрочнением и

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DYMAT24

Нелинейный упруго-пластический материал с изотропным упрочнением и кусочно-линейной

зависимостью напряжения от деформации
Возможно моделирование разрушения
Применим для моделирования балок, оболочек, для объёмных элементов
Пример:

Таблица σ=f(ε)

Слайд 17

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DYMAT26 Ортотропный материал с возможностью большого объёмного сжатия

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА DYMAT26

Ортотропный материал с возможностью большого объёмного сжатия
Применим только

для лагранжевых объёмных элементов

Характеристики “скомпактированного” материала

Характеристики материала во “вспененном” состоянии

Слайд 18

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА FOAM1 Изотропный материал с возможностью большого сжатия и

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА FOAM1

Изотропный материал с возможностью большого 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)
Слайд 19

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА FOAM2 Изотропный “пеноподобный” материал с гистерезисом Форма “петли”

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА FOAM2

Изотропный “пеноподобный” материал с гистерезисом
Форма “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

Слайд 20

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА RUBBER1 Почти несжимаемый резиноподобный материал Энергия деформации вычисляется

ОПИСАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА RUBBER1

Почти несжимаемый резиноподобный материал
Энергия деформации вычисляется в соответствии

с моделью Муни-Ривлина (Mooney-Rivlin)
Применим только для лагранжевых объёмных элементов

0 ≤ μ < 0,5

Слайд 21

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ Уравнения состояния определяют зависимость давления в материале от изменения

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ

Уравнения состояния определяют зависимость давления в материале 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
Слайд 22

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ EOSPOL – полиномиальное уравнение состояния: давление – степенная функция

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ

EOSPOL – полиномиальное уравнение состояния: давление – 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
Слайд 23

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ EOSTAIT – уравнение состояния, описывающее модель кавитации Тэта (Tait

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ

EOSTAIT – уравнение состояния, описывающее модель кавитации 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
Слайд 24

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ EOSJWL - уравнение состояния JWL (Jones-Wilkins-Lee) – уравнение, описывающее

УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ

EOSJWL - уравнение состояния JWL (Jones-Wilkins-Lee) – 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

Слайд 25

МОДЕЛИ СДВИГОВЫХ СВОЙСТВ Определяют реакцию материала на деформацию сдвига SHREL –

МОДЕЛИ СДВИГОВЫХ СВОЙСТВ

Определяют реакцию материала на деформацию сдвига
SHREL – линейно-упругая характеристика

сдвиговых свойств
Напряжения сдвига пропорциональны произведению сдвиговых деформаций и модуля сдвига G
τ = G ⋅ γ
Слайд 26

МОДЕЛИ СДВИГОВЫХ СВОЙСТВ SHRLVE – изотропная, линейная вязко-упругая модель сдвиговых свойств

МОДЕЛИ СДВИГОВЫХ СВОЙСТВ

SHRLVE – изотропная, линейная вязко-упругая модель 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
Слайд 27

МОДЕЛИ ТЕКУЧЕСТИ (ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ) Модели предельного состояния описывают условия перехода вещества

МОДЕЛИ ТЕКУЧЕСТИ (ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ)

Модели предельного состояния описывают условия 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
Слайд 28

МОДЕЛИ ТЕКУЧЕСТИ (ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ) YLDJC – модель предельного состояния Johnson-Cook’а σy

МОДЕЛИ ТЕКУЧЕСТИ (ПРЕДЕЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ)

YLDJC – модель предельного состояния 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



Слайд 29

МОДЕЛЬ НАРУШЕНИЯ СПЛОШНОСТИ Определяет минимальное значение давления, при котором нарушается сплошность

МОДЕЛЬ НАРУШЕНИЯ СПЛОШНОСТИ

Определяет минимальное значение давления, при котором нарушается сплошность материала

- возникает разрыв
PMINC – напряжение нарушения сплошности постоянно
Слайд 30

МОДЕЛИ РАЗРУШЕНИЯ Определяют условия разрушения материала (после которого элемент в вычислениях

МОДЕЛИ РАЗРУШЕНИЯ

Определяют условия разрушения материала (после которого элемент 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
Слайд 31

МОДЕЛИ РАЗРУШЕНИЯ FAILMES – разрушение при достижении эквивалентным напряжением заданного предельного

МОДЕЛИ РАЗРУШЕНИЯ

FAILMES – разрушение при достижении эквивалентным напряжением 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