Erstellen von kohäsiven Materialien

Verwenden Sie die Benutzeroberfläche "Kohäsives Material erstellen", um ein kohäsives Material zu erstellen.

Jedes durch Simulation Composite Analysis verarbeitete kohäsive Material wird von ANSYS als benutzerdefiniertes Material betrachtet. Die Benutzeroberfläche "Kohäsives Material erstellen" bietet eine einfache Möglichkeit zum Erstellen der Definition für diese kohäsiven Materialien in der ANSYS-Eingabedatei. Damit können Sie das kohäsives Material vollständig definieren, einschließlich Schadensbeginn- und Schadensentwicklungsparameter.

Zum Öffnen der Benutzeroberfläche "Kohäsives Material erstellen" aus ANSYS MAPDL klicken Sie auf die COMPOSIT-Schaltfläche und wählen "Kohäsives Material erstellen" aus. Die Benutzeroberfläche wird wie unten dargestellt angezeigt.

Wie oben dargestellt, müssen bei der Benutzeroberfläche "Kohäsives Material erstellen" mehrere Schritte durchgeführt werden, um für Simulation Composite Analysis einen Typ für kohäsives Material zu definieren. Diese Schritte werden unten beschrieben. In Anhang B finden Sie eine technische Beschreibung dieser Parameter.

1. Material-ID – Geben Sie die ID des Materials an.
2. Normale Steifheit – Eine Zahl größer als null, die die normale Steifheit, K_nn, des kohäsiven Materials definiert. K_nn setzt die normale Zugkraft im kohäsiven Material zur Dehnung in Beziehung als

   t_n = K_nnε_n,

   wobei t_n die normale Zugkraft ist und ε_n die Dehnung in die normale Richtung (lokale Richtung 3).

3. Steifheit bei erster Scherung – Eine Zahl größer als null, die die Steifheit bei erster Scherung, K_ss, des kohäsiven Materials definiert. K_ss setzt die normale Zugkraft in die lokale Richtung 1 im kohäsiven Material zur Dehnung in Beziehung als

   t_s = K_ssε_s,

   wobei t_s die Zugkraft bei erster Scherung ist und ε_s die Dehnung in die lokale Richtung 1.

4. Steifheit bei zweiter Scherung – Eine Zahl größer als null, die die Steifheit bei zweiter Scherung, K_tt, des kohäsiven Materials definiert. K_tt setzt die normale Zugkraft in die lokale Richtung 2 im kohäsiven Material zur Dehnung in Beziehung als

   t_t = K_ttε_t,

   wobei t_t die Zugkraft bei zweiter Scherung ist und ε_t die Dehnung in die lokale Richtung 2.

5. Maximale normale Zugkraft – Eine Zahl größer als null, die die maximale Zugkraft angibt, die das Verbundmaterial in der normalen Richtung (lokale 3-Richtung) standhält, ohne dass ein Schaden eintritt, S_n.
6. Maximum First Shear Traction – Eine Zahl größer als null, die die maximale Zugkraft angibt, die das Verbundmaterial in der 1-Richtung standhält, ohne dass ein Schaden eintritt, S_s.
7. Maximum Second Shear Traction – Eine Zahl größer als null, die die maximale Zugkraft angibt, die das Verbundmaterial in der 2-Richtung standhält, ohne dass ein Schaden eintritt, S_t.
8. Damage Initiation Criterion – Damit können Sie die maximale Zugkraft oder die maximale quadratische Zugkraft auswählen, die auf dem Kriterium für den Schadensbeginn basiert. Das Kriterium für maximale Zugkraft definiert den Schadensbeginn als den Punkt, an dem eine Zugkraft dem Wert ihrer jeweiligen maximalen Zugkraft entspricht oder diesen übertrifft. Das auf der quadratischen Zugkraft basierende Kriterium verwendet eine quadratische Interaktion im Verhältnis zwischen der Zugkraft und der maximalen Zugkraft, um den Schadensbeginn vorherzusagen.
9. Damage Evolution Method – Damit können Sie auswählen, wie sich der Schaden nach Schadensbeginn entwickelt. Sobald ein Schaden in einem Verbundmaterial begonnen hat, nimmt die Steifheit des Materials mit zunehmender Materialverformung ab. Schließlich reduziert sich die Steifheit des Verbundmaterials auf null und das Material kann keiner Belastung mehr standhalten. Die folgenden drei Methoden sind verfügbar:

   • Displacement

   • Energy

   • Energy (Mixed Mode, Power Law)

10. Variable Parameter – Die Auswahl der Methode der Schadensentwicklung bestimmt die Eingabe für dieses Feld. Folgende Eingaben sind für jede Methode der Schadensentwicklung möglich:
    • Displacement – Dieser Wert ist Verschiebung bei Ausfall, eine Zahl größer als null, die die Differenz zwischen der effektiven Verschiebung bei einem Komplettausfall und der effektiven Verschiebung bei Schadensbeginn definiert, .
    • Energy – Dieser Wert ist Bruchenergie, eine Zahl größer als null, die die abgegebene Gesamtenergie aufgrund eines Ausfalls definiert, G^C. Mathematisch ausgedrückt handelt es sich bei diesem Wert um den Bereich, der der Zugkraft ausgesetzt ist – Trennungskurve.
    • Energy (Mixed Mode, Power Law) – Dieser Wert ist die Bruchenergie im Normalmodus, eine Zahl größer als null, die die abgegebene Gesamtenergie aufgrund eines Ausfalls im reinen Normalmodus definiert, .
11. First Shear Mode Fracture Energy – Eine Zahl größer als null, die die abgegebene Gesamtenergie aufgrund eines Ausfalls im reinen Modus der ersten Scherung definiert, .
12. Second Shear Mode Fracture Energy – Eine Zahl größer als null, die die abgegebene Gesamtenergie aufgrund eines Ausfalls im normalen Modus der zweiten Scherung definiert, .
13. Alpha – Der in der Gleichung zum gemischten Modus, Potenzgesetz und Schadensentwicklung verwendete Exponent, α.