Die dritte Benutzermaterialkonstante aktiviert oder deaktiviert die Funktion der progressiven Versagensanalyse von Simulation Composite Analysis. Wenn die progressive Versagensanalyse aktiviert ist, bewertet Simulation Composite Analysis routinemäßig sowohl das Matrix- als auch das Faserausfallkriterium, um festzustellen, ob eine der beiden Konstituentenmaterialien ausgefallen ist. Jedes einzelne Ausfallkriterium basiert auf dem durchschnittlichen Spannungszustand der entsprechenden Konstituente. Für diesen Fall gehen wir davon aus, dass die Nichtlinearität vor dem Ausfall deaktiviert ist. Falls eine oder beide Konstituenten ausfallen, wird die Steifheit der ausgefallenen Matrix und Faser auf die Werte reduziert, die durch die Materialkonstanten 12 (für die Matrix) und 13 (für die Faser) angegeben sind. Simulation Composite Analysis berechnet dann die aktuelle Durchschnittssteifheit des Verbundwerkstoffs basierend auf dem aktuellen Zustand (ausgefallen oder nicht ausgefallen) der einzelnen Konstituentenmaterialien.
Der Wert der dritten Benutzermaterialkonstante hat unterschiedliche Auswirkungen abhängig von der Mikrostruktur des Materials.
Unidirektionale Mikrostrukturen: Der Wert 1 aktiviert die Funktion für progressive Schadensanalyse, während der Wert 0 die Funktion für progressive Schadensanalyse deaktiviert.
Gewebte Mikrostrukturen: Der Wert 0 deaktiviert die Funktion für die progressive Schadensanalyse. Durch den Wert 1 wird die Funktion für progressive Schäden aktiviert; außerdem werden die Matrix- und Faserdegradationsebenen aus der Materialdatendatei zur Berechnung der Eigenschaften des ausgefallenen Materials verwendet. Durch den Wert 2 wird die Funktion für progressive Schäden aktiviert; außerdem werden die durch die 12. und 13. Benutzermaterialkonstante angegebenen Matrix- und Faserdegradationsebenen zur Berechnung der Eigenschaften des ausgefallenen Materials verwendet. Durch Auswahl des Werts 2 für normale Gewebe werden ca. 45 bis 60 Sekunden zur Vorverarbeitungszeit pro gewebtem Material hinzugefügt. Durch den Wert 1 wird keine Laufzeit während der Vorverarbeitung hinzugefügt, da die Eigenschaften von ausgefallenen Materialien (bei den während der Materialerstellung in Composite Material Manager angegebenen Matrix- und Faserdegradationsniveaus) bereits in der Materialdatei gespeichert sind.
Die progressive Versagensanalyse ist die Grundlage für die nichtlinearen Multiscale-Konstitutivbeziehungen des Produkts. Welche diskreten Werte von SV2 angenommen werden können, hängt von der Mikrostruktur der zugrunde liegenden Verbundformen und weiteren Formen der aufgerufenen Material-Nichtlinearität ab. Eine vollständige Liste der zulässigen diskreten Werte für SV2 finden Sie in Anhang C. Darüber hinaus wird eine Beschreibung für jeden einzelnen Schadenszustand eines Verbundwerkstoffs in die Zusammenfassungsdatei (*.mct) geschrieben, die während der Vorverarbeitungsphase der Analyse erstellt wurde.
Die folgende Abbildung zeigt eine unidirektionale Verbundplatte [0°/ ±45°]s, die mithilfe der progressiven Versagensanalyse analysiert wurde. Sie zeigt eine Konturendarstellung der MCT-Zustandsvariablen SV2, die den Schadenszustand des Verbundwerkstoffs in den Lagen mit 0° darstellt. Die blauen Bereiche repräsentieren Verbundmaterial mit nicht ausgefallenen Konstituenten (SV2=1), die grünen Bereiche repräsentieren Verbundmaterial einer ausgefallenen Matrixkonstituente (SV2=2), und die roten Bereiche repräsentieren Verbundmaterial mit Matrix- und Faserkonstituenten, die ausgefallen sind (SV2=3).
Weitere Informationen zur progressiven Versagensanalyse finden Sie im Theoriehandbuch.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Elementsteifheit bei aktiviertem progressivem Ausfall reduziert wird, wenn Schaden prognostiziert wird. Wenn der progressive Ausfall deaktiviert ist, bleibt die Elementsteifheit während der gesamten Analyse konstant.