Anzeige von Besonderheiten der MCT-Zustandsvariablen für Verbundmaterialien.
Dieser Anhang enthält eine Beschreibung aller lösungsabhängigen MCT-Zustandsvariablen. Es gibt insgesamt 35 MCT-Zustandsvariablen für unidirektionale Verbundwerkstoffe und 90 MCT-Zustandsvariablen für gewebte Verbundwerkstoffe in MSC Nastran. Analysen unter Verwendung der progressiven Ermüdungsberechnung können 31 MCT-Zustandsvariablen für unidirektionale Materialien und 94 MCT-Zustandsvariablen für gewebte Materialien haben. Diese lösungsabhängigen Zustandsvariablen werden vom benutzerdefinierten Material-Unterprogramm von Simulation Composite Analysis an jedem Integrationspunkt in jedem Finite-Element berechnet oder aktualisiert.
MSC Nastran speichert immer die für das Material-Unterprogramm als SV1 verwendete Temperatur. Soweit die MCT-Zustandsvariablen nicht explizit über den Eintrag UDSESV in der Massendatendatei umbenannt werden, lautet die vorgabemäßige Benennungskonvention in MSC Nastran für die lösungsabhängigen MCT-Zustandsvariablen SVi, wobei i = 2,3, … die Anzahl der Zustandsvariablen ist. Dieser Anhang enthält eine vollständige Beschreibung aller MCT-Zustandsvariablen. Sowohl für unidirektionale als auch für gewebte Verbundwerkstoffe hat die erste Zustandsvariable (SV2) dieselbe Bedeutung; die Interpretation der übrigen Zustandsvariablen (SV3, SV4, ...) hängt vom Typ des Verbundmaterials (unidirektional oder gewebt) und von den Analyseoptionen ab. Die folgende Liste beschreibt die einzelnen MCT-Zustandsvariablen für unidirektionale und gewebte Verbundmaterialien.
SV2
SV2 (häufig in MAT_STATE umbenannt) ist eine reelle Variable, die für den diskreten Schadenszustand des Verbundmaterials steht. Dabei wird eine eingeschränkte Anzahl diskreter Werte zwischen 1 und 3 angenommen. Die Anzahl der von SV2 angenommenen diskreten Werte und die Interpretation dieser diskreten Werte hängen vom Typ des Verbundmaterials (also unidirektional oder gewebt) und vom spezifischen Satz von Material-Nichtlinearitätsfunktionen ab, die zum Beschreiben des Materialverhaltens verwendet werden. Die folgenden Tabellen enthalten die Interpretation für jeden zulässigen diskreten Wert von SV2 für jede mögliche Kombination aus Verbundmaterialtyp und Satz von Material-Nichtlinearitätsfunktionen.
Unidirektionale Verbundwerkstoffe – Statische Analysen
- SV3
- SV3 ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0 und wird verwendet, um den Anteil des Matrixausfallkriteriums anzugeben, der erfüllt wurde. Beispiel: SV3 = 0.0 bedeutet, dass der Matrixspannungszustand null ist, während SV3 = 1.0 bedeutet, dass der Matrixspannungszustand das Ausfallniveau erreicht hat. Numerisch wird SV3 berechnet als
wie man auf der linken Seite des Matrixausfallkriteriums (siehe Abschnitt MCT-Konstituentenbasierte Fehlerkriterien des Theoriehandbuchs) feststellen kann.
- SV4
- SV4 ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0 und wird verwendet, um den Anteil des Faserausfallkriteriums anzugeben, der erfüllt wurde. Beispiel: SV4 = 0.0 bedeutet, dass der Faserspannungszustand null ist, während SV4 = 1.0 bedeutet, dass der Faserspannungszustand das Ausfallniveau erreicht hat. Numerisch wird SV4 berechnet als
wie man auf der linken Seite des Faserausfallkriteriums (siehe Abschnitt MCT-Konstituentenbasierte Fehlerkriterien des Theoriehandbuchs) feststellen kann.
- SV5
- SV5 wird verwendet, um anzugeben, ob die Axialdehnung in der Faserkonstituente positiv oder negativ war, als das Faserversagen eintrat. Wenn die axiale Dehnung positiv war, ist SV5 = 1.0. Wenn die axiale Dehnung negativ war, ist SV5 = -1.0.
- SV6
- SV6 ist der vierte Term im MCT-Matrixausfallkriterium und wird in der Funktion für die Nichtlinearität vor Ausfall verwendet (siehe Theoriehandbuch).
- SV7
- Wenn die energiebasierte Degradation aktiviert ist, wird SV7 als Maß der effektiven Dehnung von Verbundwerkstoffen bei Faserversagen definiert.
- SV8
- Wenn die energiebasierte Degradation aktiviert ist, wird SV8 als Maß der effektiven Spannung von Verbundwerkstoffen bei Faserversagen definiert.
- SV9
- SV9 ist ein Maß für den Fortschritt der Degradation des Verbundwerkstoffs nach einem Faserausfallereignis. Wenn die energiebasierte Degradation nicht aktiviert ist, wird SV9 nicht verwendet.
- SV10
- SV10 ist als Maß der effektiven Dehnung von Verbundwerkstoffen bei Matrixversagen definiert. Wenn die energiebasierte Degradation nicht aktiviert ist, wird SV10 nicht verwendet.
- SV11
- SV11 ist als Maß der effektiven Spannung von Verbundwerkstoffen bei Matrixversagen definiert. Wenn die energiebasierte Degradation nicht aktiviert ist, wird SV11 nicht verwendet.
- SV12
- SV12 ist ein Maß für den Fortschritt der Degradation des Verbundwerkstoffs nach einem Matrixausfallereignis. Wenn die energiebasierte Degradation nicht aktiviert ist, wird SV12 nicht verwendet.
Unidirektionale Verbundwerkstoffe – Progressive Ermüdungsanalysen
- SV3
- SV3 ist die Anzahl der Zyklen, die mit der angegebenen Belastungszunahme einhergehen. Dieser Wert wird immer aktualisiert, es sei denn, die Faser hat versagt (SV2=3.0); in diesem Fall wird die Anzahl der Zyklen bis zum Versagen auf den Wert bei Faserversagen gesetzt.
- SV4
- SV4 ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0 und wird verwendet, um den Schaden in Form von Längsrissen anzugeben. Der Wert 0 gibt keinen Schaden an, und der Wert 1.0 bedeutet einen Längsriss.
- SV5
- SV5 ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0 und wird verwendet, um den Schaden in Form von Querrissen anzugeben. Der Wert 0 gibt keinen Schaden an, und der Wert 1.0 bedeutet einen Querriss.
- SV6
- SV6 steht für die Materialtemperatur für Längsrisse, die für Hysteresewärmeberechnungen verwendet wird.
- SV7
- SV7 steht für die Materialtemperatur für Querrisse, die für Hysteresewärmeberechnungen verwendet wird.
- SV8
- Nicht verwendet
Bei einer progressiven Ermüdungsanalyse mit unidirektionalen Materialien werden SV9 bis SV32 verwendet, um die einzelnen Komponenten der Matrixdurchschnittsspannungs- und -dehnungszustände und der Faserdurchschnittsspannungs- und -dehnungszustände zu speichern (was SV13 bis SV36 bei statischen Analysen entspricht).
Gewebte Verbundwerkstoffe – Statische Analysen
- SV3
- SV3 (auch als FI_FILL_MATRIX bekannt) ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0. Sie wird verwendet, um den Anteil des Matrixausfallkriteriums anzugeben, der für die Matrixkonstituente innerhalb der Schussgarne erfüllt wurde.
- SV4
- SV4 (auch als FI_FILL_FIBER bekannt) ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0. Sie wird verwendet, um den Anteil des Faserausfallkriteriums anzugeben, der für die Faserkonstituente innerhalb der Schussgarne erfüllt wurde.
- SV5
- SV5 (auch als FI_WARP_MATRIX bekannt) ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0. Sie wird verwendet, um den Anteil des Matrixausfallkriteriums anzugeben, der für die Matrixkonstituente innerhalb der Kettgarne erfüllt wurde.
- SV6
- SV6 (auch als FI_WARP_FIBER bekannt) ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0. Sie wird verwendet, um den Anteil des Faserausfallkriteriums anzugeben, der für die Faserkonstituente innerhalb der Kettgarne erfüllt wurde.
- SV7
- Nicht verwendet
Gewebte Verbundwerkstoffe – Progressive Ermüdungsanalysen
- SV3
- SV3 ist die Anzahl der Zyklen, die mit der angegebenen Belastungszunahme einhergehen. Dieser Wert wird immer aktualisiert, es sei denn, die Faser hat versagt (SV2=3.0); in diesem Fall wird die Anzahl der Zyklen bis zum Versagen auf den Wert bei Faserversagen gesetzt.
- SV4
- SV4 ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0. Sie wird verwendet, um den Schaden in Form von Längsrissen in der Schussmatrixkonstituente anzugeben. Der Wert 0 gibt keinen Schaden an, und der Wert 1.0 bedeutet einen Längsriss in der Schussmatrix.
- SV5
- SV5 ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0. Sie wird verwendet, um den Schaden in Form von Querrissen in der Schussmatrixkonstituente anzugeben. Der Wert 0 gibt keinen Schaden an, und der Wert 1.0 bedeutet einen Querriss in der Schussmatrix.
- SV6
- SV6 ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0. Sie wird verwendet, um den Schaden in Form von Längsrissen in der Kettmatrixkonstituente anzugeben. Der Wert 0 gibt keinen Schaden an, und der Wert 1.0 bedeutet einen Längsriss in der Kettmatrix.
- SV7
- SV7 ist eine fortlaufende reelle Variable von 0.0 bis 1.0. Sie wird verwendet, um den Schaden in Form von Querrissen in der Kettmatrixkonstituente anzugeben. Der Wert 0 gibt keinen Schaden an, und der Wert 1.0 bedeutet einen Querriss in der Kettmatrix.
- SV8
- SV8 steht für die Materialtemperatur für Längsrisse in der Schussmatrixkonstituente, die für Hysteresewärmeberechnungen verwendet wird.
- SV9
- SV9 steht für die Materialtemperatur für Querrisse in der Schussmatrixkonstituente, die für Hysteresewärmeberechnungen verwendet wird.
- SV10
- SV10 steht für die Materialtemperatur für Längsrisse in der Kettmatrixkonstituente, die für Hysteresewärmeberechnungen verwendet wird.
- SV11
- SV11 steht für die Materialtemperatur für Querrisse in der Kettmatrixkonstituente, die für Hysteresewärmeberechnungen verwendet wird.
Bei einer progressiven Ermüdungsanalyse mit gewebten Materialien werden SV12 bis SV95 verwendet, um die einzelnen Komponenten der Durchschnittsspannungs- und -dehnungszustände in der unterschiedlichen Superkonstituenten und Konstituenten zu speichern (was SV8 bis SV91 bei statischen Analysen entspricht).