Hyperélastique

Ce type de matériau n’est pas pris en charge pour les analyses explicites. Il définit les propriétés du matériau à utiliser dans des analyses hyperélastiques entièrement non linéaires (grandes déformations et grandes rotations) des matériaux de type caoutchouc (élastomères) d’éléments solides isoparamétriques.

• L'énergie de déformation de Mooney-Rivlin généralisée peut être exprimée comme suit :

  

  où et sont les premier et deuxième invariants de contraintes de distorsion, respectivement ; J = det F est le déterminant du degré de déformation ; et 2D1 = K et 2 (A10 + A01) = G sur de petites déformations, où K est le module global. Le modèle est réduit à un matériau Mooney-Rivlin si NA = 1 et à un matériau néo-hookéen si NA = 1 et A01 = 0,0. Pour les matériaux néo-hookéen ou Mooney-Rivlin, aucune entrée de continuation n'est requise. est la température actuelle et est la température initiale.

• L'énergie de déformation généralisée Ogden peut être exprimée comme suit :

  

  où , et sont des étirements principaux ; j = dét F est le déterminant du degré de déformation ; et 2D1 = K aux petites déformations, où K est le module global. est la température actuelle et est la température initiale.

  Par défaut, la valeur de D1 est . La valeur par défaut de D2 à D4 est zéro.

• Les matériaux hyperélastiques présentent un comportement entièrement incompressible ou presque incompressible. L'incompressibilité complète n'est actuellement pas disponible, tandis que le comportement presque incompressible peut être simulé à l'aide d'une grande valeur de D1.

Après la sélection de l’option Hyperélastique dans la liste déroulante Type, les sections du matériau suivantes deviennent disponibles : Hyperélastique, Fonctions de données expérimentales et Coefficients de Mullins.

• Hyperélastique

  

  

  

  

  

  • Pour Sous-type, vous pouvez choisir entre Néo-hookéen, Mooney-Rivlin, Ogden, Yeoh et Polynomial, comme illustré dans les images ci-dessus. Chaque type dispose d'un jeu spécifique de constantes de matériau à définir.
  • La masse volumique, RHO, sera utilisée pour calculer automatiquement la masse pour tous les éléments structurels.
  • Pour obtenir le GE du coefficient d'amortissement, multipliez le coefficient d’amortissement critique C/C0 par 2. Si une fréquence dominante n'est pas définie pour Amortissement de structure de matériau (voir la section Amortissements), GE n'est pas pris en compte dans les analyses de réponse transitoire.
  • TREF est utilisé uniquement comme température de référence pour le calcul des charges thermiques dans des solutions linéaires. Si une charge de température initiale est spécifiée, TREF sera ignoré.
  • Vous pouvez définir le coefficient de dilatation thermique, la masse volumique, le coefficient d'amortissement du matériau et le matériau de référence matérielle.
• Fonctions de données expérimentales
  • Aij et Di sont obtenues à partir des moindres carrés de raccord de données expérimentales. Une ou plusieurs des expériences (compression de tension simple, tension équibiaxiale, cisaillement simple, cisaillement pur, compression volumique pure) peuvent être utilisées pour obtenir Aij. Di peut être obtenu à partir des données de compression volumiques pures (TABD). Si tous les TAB1 à TAB4 sont vides, Aij doit être spécifié par l'utilisateur. L'estimation de paramètre, spécifiée via l'un des tableaux, a priorité sur la saisie manuelle des paramètres.
  • Si ND = 1 et une valeur non nulle D1 est fournie ou est obtenue à partir des données expérimentales de compression volumique pure, alors l'estimation du paramètre d'Aij de constantes du matériau prend en compte la compressibilité dans les cas de tension/compression simple, de tension équibiaxiale et de déformation biaxiale générale. Dans le cas contraire, l'incompressibilité complète est supposée dans l'estimation des constantes de matériaux.

    

    • Icône de table : permet de définir une fonction de données expérimentales obtenues à partir de tests physiques. Vous pouvez définir des tables pour Tension/compression simple, Tension équibiaxiale, Cisaillement simple, Cisaillement puret Compression volumétrique pure.
    • Tension/compression simple : les données à utiliser dans l'estimation des constantes de matériaux Aij. Les valeurs xi dans la table doivent être des coefficients d'étirement et les valeurs yi doivent être des valeurs de déformation d'ingénierie. Les contraintes sont négatives pour la compression et positives pour la tension. Si cette convention n'est pas suivie, la solution risque de ne pas converger.
    • Tension équibiaxiale : les données à utiliser dans l'estimation des constantes de matériaux Aij. Les valeurs xi dans la table doivent être des coefficients d'étirement . Les valeurs yi doivent être des valeurs de déformation d'ingénierie . est la longueur actuelle, F est la force actuelle, est la longueur initiale et est l'aire de section . En cas de pression d'une membrane sphérique, la déformation d'ingénierie est donnée par , où P est la valeur actuelle de la pression et et sont le rayon initial et l'épaisseur, respectivement.
    • Cisaillement simple : données à utiliser dans l'estimation des constantes de matériaux Aij. Les valeurs xi dans le tableau doivent être des valeurs de la tangente de cisaillement et les valeurs yi doivent être des valeurs de la déformation d'ingénierie.
    • Données de cisaillement pur : données à utiliser dans l'estimation des constantes de matériaux Aij. Les valeurs xi et yi dans la table doivent être des coefficients d'étirement et des valeurs de contrainte nominale . est la longueur actuelle, F est la force actuelle, et sont la longueur initiale et l'aire de la section, respectivement, dans la direction 1.
    • Compression volumique pure : données à utiliser dans l'estimation des constantes de matériaux Di. Les valeurs xi dans la table doivent être des valeurs du coefficient de volume , où est le coefficient d'étirement dans les trois directions ; les valeurs yi doivent être des valeurs de la pression, supposées positives dans la compression.
• Coefficient de Mullins (spécifique à l’analyse explicite)
  
  • Spécifie l’effet de Mullins pour les matériaux hyperélastiques. Cette case à cocher doit être sélectionnée uniquement lors de l’exécution d’analyses explicites.
  • R, M et β sont des coefficients de Mullins.