Typische unidirektionale faserverstärkte Verbundmaterialien weisen ein nichtlineares Längsscherspannungs-/-dehnungsverhalten (σ12 im Vergleich zu ε12 und σ13 im Vergleich zu ε13) vor einem Matrix-/Verbundmaterialversagen auf. Es wird davon ausgegangen, dass die Quelle dieser Nichtlinearität von der Anhäufung von Submikrorissen in der Matrixkonstituente stammt. Außerdem wird davon ausgegangen, dass sich diese Submikrorisse nur auf den Längsschermodul auswirken, während die verbleibenden Module nicht betroffen sind.
Um die Berechnungszeit zu verkürzen, verwendet Helius PFA eine Reihe von drei diskreten Reduzierungen im Matrix- und Verbundschermodul zum Modellieren des nichtlinearen Längsscherspannungs-/-dehnungsverhaltens. Diese Reduzierungen treten vor dem endgültigen Matrixversagen auf und werden für die gemessene Scherspannungs-/-dehnungs-Kurve für das angegebene Material optimiert. Beachten Sie, dass eine experimentell gemessene Längsscherspannungs-/-dehnungs-Kurve erforderlich ist, damit das nichtlineare Verhalten des Materials modelliert werden kann. Anweisungen, wie die Nichtlinearität vor Ausfall in den Materialcharaktisierungsprozess integriert werden kann, finden Sie im Benutzerhandbuch von Material Manager.
In diesem Beispiel wird die Funktion der Nichtlinearität vor Ausfall für ein einzelnes Elementmodell demonstriert. Längsscherspannungs-/-dehnungs-Kurven aus Modellen mit aktivierter und deaktivierter Nichtlinearität vor Ausfall werden mit experimentell gemessenen Daten verglichen, die zum Erstellen der reduzierten Schermodulwerte verwendet werden. Anschließend werden die Ergebnisse aus einem Verbundrohrmodell verwendet, um zu zeigen, wie sich die Nichtlinearität vor Ausfall auf die Modellverformung auswirkt.
Weitere Informationen zur Funktion der Nichtlinearität vor Ausfall im Helius-PFA-Benutzerhandbuch und im Theoriehandbuch.
Die in diesem Beispiel verwendeten Eingabedateien können hier heruntergeladen werden.