Iperelastico

Questo tipo di materiale non è supportato per le analisi esplicite. Consente di definire le proprietà del materiale per l'uso nell'analisi iperelastica non lineare completa (deformazione e rotazione di grandi dimensioni) di materiali simili alla gomma (elastomeri) per elementi solidi isoparametrici.

• L'energia di deformazione generalizzata Mooney-Rivlin può essere espressa come indicato di seguito:

  

  dove e sono rispettivamente la prima e la seconda invariante di deformazione distorsionale; J = det F è la determinata del gradiente della deformazione e 2D1 = K e 2(A10 + A01) = G nelle piccole deformazioni, in cui K è il modulo di compressibilità. Il modello si riduce a un materiale Mooney-Rivlin se NA = 1 e per un materiale neo-hookeano se NA = 1 e A01 = 0.0. Per materiale neo-hookeano o Mooney-Rivlin non è richiesta l'immissione di continuazione. è la temperatura corrente e è la temperatura iniziale.

• L'energia di deformazione Ogden generalizzata può essere espressa nel modo seguente:

  

  dove , e sono stiramenti principali; J = det F è la determinante del gradiente di deformazione e 2D1 = K in corrispondenza di piccole deformazioni, dove K è il modulo di compressibilità. è la temperatura corrente e è la temperatura iniziale.

  Il valore di default per D1 è . Il valore di default da D2 fino a D4 è zero.

• I materiali iperelastici mostrano un comportamento completamente incomprimibile o quasi incomprimibile. L'incomprimibilità completa non è attualmente disponibile, mentre un comportamento quasi incomprimibile può essere simulato usando un valore elevato per D1.

Dopo aver selezionato Iperelastico nell'elenco a discesa Tipo, saranno disponibili le seguenti sezioni di materiali: Iperelastico, Funzione dati sperimentali e Coefficienti di Mullins.

• Iperelastico

  

  

  

  

  

  • Per Sottotipo è possibile scegliere tra Neo-hookeano, Mooney-Rivlin, Ogden, Yeoh e Polinomiale, come mostrato nelle immagini qui sopra. Ogni tipo è dotato di un insieme specifico di costanti di materiale da definire.
  • La densità della massa, RHO, verrà utilizzata per calcolare automaticamente la massa per tutti gli elementi strutturali.
  • Per ottenere il coefficiente di smorzamento GE, moltiplicare il coefficiente di smorzamento critico C/C0 per 2.0. Se non è definita una frequenza dominante per lo smorzamento strutturale del materiale (vedere la sezione relativa agli smorzamenti), GE viene ignorato nelle analisi della risposta transitoria.
  • TREF viene utilizzato solo come temperatura di riferimento per il calcolo dei carichi termici in soluzioni lineari. Se viene specificato un carico di temperatura iniziale, TREF verrà ignorato.
  • È possibile definire il coefficiente di espansione termica, la densità della massa, il coefficiente di smorzamento del materiale e il coefficiente di riferimento del materiale.
• Funzione dati sperimentali
  • Aij e Di vengono ottenuti dall'adattamento dei minimi quadrati dei dati sperimentali. Uno o più dei quattro esperimenti (compressione di tensione semplice, tensione equibiassiale, taglio semplice, taglio puro, compressione volumetrica pura) possono essere utilizzati per ottenere Aij. Di può essere ottenuto dai dati della compressione volumetrica pura (TABD). Se tutti i valori da TAB1 fino a TAB4 sono vuoti, Aij deve essere specificato dall'utente. La stima dei parametri, specificata mediante una delle tabelle, sostituisce l'immissione manuale dei parametri.
  • Se ND = 1 e un valore di D1 diverso da zero viene fornito o viene ottenuto da dati sperimentali in Compressione volumetrica pura, la stima del parametro delle costanti del materiale Aij tiene in considerazione la comprimibilità nei casi di compressione/tensione semplice, tensione equibiassiale e deformazione generale biassiale. In caso contrario, l'incomprimibilità completa viene tenuta in considerazione nella stima delle costanti dei materiali.

    

    • Icona Tabella: consente di definire una funzione dei dati sperimentali ottenuta da test fisici. Gli utenti possono definire le tabelle per Compressione/tensione semplice, Tensione equibiassiale, Taglio semplice, Taglio puro e Compressione volumetrica pura.
    • Tensione/compressione semplice: dati da utilizzare nella stima delle costanti del materiale Aij. I valori xi nella tabella devono essere rapporti di allungamento e i valori yi devono essere valori della sollecitazione ingegneristica . Le sollecitazioni sono negative per la compressione e positive per la tensione. Se questa convenzione non viene seguita, la convergenza della soluzione potrebbe non riuscire.
    • Tensione equibiassiale: dati da utilizzare per la stima delle costanti del materiale Aij. I valori xi nella tabella devono essere rapporti di allungamento. I valori yi devono essere valori della sollecitazione ingegneristica . è la lunghezza corrente, F è la forza corrente, è la lunghezza iniziale e è l'area della sezione trasversale. Nel caso della pressione di una membrana sferica, la sollecitazione ingegneristica è determinata da , nel punto in cui P è il valore corrente della pressione e e sono il raggio e lo spessore iniziale.
    • Taglio semplice: dati da utilizzare nella stima delle costanti del materiale Aij. I valori xi nella tabella devono essere valori della tangente di taglio e i valori yi devono essere valori della sollecitazione ingegneristica .
    • Taglio puro: dati da utilizzare nella stima delle costanti del materiale Aij. I valori xi e yi nella tabella devono essere rapporti di allungamento e valori della sollecitazione nominale . è la lunghezza corrente, F è la forza corrente e e sono rispettivamente la lunghezza iniziale e l'area della sezione trasversale, nella direzione 1.
    • Compressione volumetrica pura: dati da utilizzare nella stima delle costanti del materiale Di. I valori xi nella tabella devono essere valori del rapporto del volume in cui è il rapporto di allungamento in tutte e tre le direzioni. I valori yi devono essere valori della pressione, si presuppone positivi nella compressione.
• Coefficiente di Mullins (specifico per Analisi esplicita)
  
  • Specifica l'effetto di Mullins per i materiali iperelastici. Questa casella di controllo deve essere selezionata solo durante l'esecuzione di analisi esplicite.
  • R, M, ß sono coefficienti di Mullin.