非线性弹性纤维

捕获纤维非线性弹性的效果。

众所周知,当受到较大的轴向应变时,纤维的模量可能会展现出非线性弹性。当轴向纤维应变拉伸时,纤维容易刚化。当轴向纤维应变压缩时,纤维容易软化。可以通过“*NONLINEAR FIBER”关键字捕获这两个行为。此关键字前面必须是“*MATERIAL”关键字,以便正确标识关注的材料:

*NONLINEAR FIBER, ETAC=Compressive Knockdown Factor
GAMMA_1T, GAMMA_1C

ETAC 和 GAMMA_1C 是互斥的选项。

对于拉伸载荷,以下方程用于取纤维(以及复合材料)的非线性弹性刚化的近似值:

e11 supf

其中:

e110 是原始纤维模量

gamma1 是非线性纤维参数 (GAMMA_1T)

eps11 轴向纤维应变(假定与轴向复合材料应变相等)

对于压缩载荷,如果 ETAC 已指定,可以使用简单的对应关系来取模量软化的近似值:

e11 supc

其中:

e110 是原始复合模量

etac 是复合弹性模量抑制系数 (ETAC)

对于指定了 GAMMA_1C 的压缩载荷,以下方程用于取纤维(以及复合材料)的非线性弹性软化的近似值。

e11 v2

其中:

e110 是原始纤维模量

gamma 1c 是用于压缩的非线性纤维参数 (GAMMA_1C)

eps11 轴向纤维应变(假定与轴向复合材料应变相等)

纤维模量被认为是非线性的,直到发生纤维失效为止。发生纤维失效后,复合材料刚度将保持不变,因为其影响可以忽略,并且继续更新特性将是对计算资源的一种低效率使用。

例如,考虑如下所示的“*NONLINEAR FIBER”关键字定义。在上述设置下,将为材料 9002 指定非线性纤维参数 21.0 和材料模量抑制系数 0.75。下图显示此材料对活动(非线性弹性)和非活动(线性弹性)“*NONLINEAR FIBER”关键字的应力-应变响应。

*MATERIAL, NAME=9002
*NONLINEAR FIBER, ETAC=0.75
21.0

有关纤维非线性功能的详细信息,请参见《理论手册》

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