Kopfzeile "Unidirektional"

Geben Sie die Daten für das unidirektionale Material ein.

Neu Unidirektional

Um eine neue unidirektionale MDATA-Datei zu erstellen, müssen die Felder A, B und E angegeben werden, während die Felder C, D, F, G und H optional sind.

A - Materialname (erforderlich)

Hier muss der Name des Verzeichnisses angegeben werden, in dem die MDATA-Datei gespeichert werden soll.

Anmerkung: Wenn eine MDATA-Datei erstellt wird, wird sie immer mdata.xml benannt. Der Materialname gibt das Verzeichnis an, in dem diese mdata.xml-Datei abgelegt wird. Dieses Verzeichnis wird dort gespeichert, wo Sie es festlegen. Helius PFA sucht nach diesem Ordnernamen, wenn Materialeigenschaften erforderlich sind. Weitere Informationen darüber, wo MDATA-Dateien gespeichert werden können, finden Sie in Anhang B.

B – Einheiten wählen (erforderlich)

Für das Helius-PFA-Modul müssen die Materialeigenschaften in einer mdata.xml-Datei in den Einheiten N/m/K angegeben werden. Bei Auswählen eines anderen Einheitensystems konvertiert der Composite Material Manager die Eingaben mit dem ausgewählten Einheitensystem in das System N/m/K. Neben dem Dropdown-Menü für die Einheiten ist ein Kontrollkästchen (vorgabemäßig aktiviert) angeordnet, das Sie aktivieren können, wenn die aktuellen Werte bei Auswahl eines anderen Einheitensystems konvertiert werden sollen. Wenn Sie es nicht aktivieren, bleiben die aktuellen Werte unverändert. Materialdaten können in Composite Material Manager in einem der vier folgenden Einheitensysteme eingegeben werden:

N/m/K → Festigkeit und Steifheit müssen in Pa, Dichte in kg/m3 und die Temperatur in Kelvin eingegeben werden.
N/mm/K → Festigkeit und Steifheit müssen in MPa eingegeben werden, die Dichte in kg/mm3 und die Temperatur in Kelvin.
lb/in/R → Festigkeit und Steifheit müssen in psi, Dichte in lbm/in3 und die Temperatur in Rankine eingegeben werden.
lb/ft/R → Festigkeit und Steifheit müssen in psf, Dichte in lbm/ft3 und die Temperatur in Rankine eingegeben werden.

C – Fasertyp (optional)

Helius PFA erfordert die einzelnen Eigenschaften (Faser- und Matrixeigenschaften), um den iterativen Prozess der Bestimmung einer Materialdatendatei zu beginnen. Wenn diese Konstituenteneigenschaften bekannt sind, können sie auf der Registerkarte "Konstanten" eingegeben werden. Für den Fall, dass diese Konstituenteneigenschaften nicht bekannt sind, bietet Autodesk im Dropdown-Menü für Fasertypen die folgenden Vorgabe-Konstituenteneigenschaften für herkömmliche Fasern zur Auswahl an: LM-Kohlenstofffaser, IM-Kohlenstofffaser oder HM-Kohlenstofffaser (für niedrige, mittlere oder hohe Steifheit), Glas oder Kevlar. Klicken Sie auf "Materialtypeigenschaften anwenden", um diese Materialeigenschaften anzuwenden. Damit wird ein Ausgangspunkt für Faserkonstituenteneigenschaften bereitgestellt. Diese Eigenschaften werden geändert, wenn die MDATA-Datei zur Korrelation mit den von Ihnen angegebenen Lageeigenschaften gespeichert wird. Eine Beschreibung des Ursprungs der vorgegebenen Materialeigenschaften finden Sie in Anhang A.

D - Matrixtyp (optional)

Helius PFA erfordert die einzelnen Eigenschaften (Faser- und Matrixeigenschaften), um den iterativen Prozess der Bestimmung einer Materialdatendatei zu beginnen. Wenn diese Konstituenteneigenschaften bekannt sind, können sie auf der Registerkarte "Konstanten" eingegeben werden. Für den Fall, dass diese Konstituenteneigenschaften nicht bekannt sind, bietet Autodesk im Dropdown-Menü für Matrixtypen die folgenden Vorgabe-Konstituenteneigenschaften zum Auswählen an: Duroplast-Polymer, Thermoplastisches Polymer oder BMI-Matrizen. Klicken Sie auf "Materialtypeigenschaften anwenden", um diese Materialeigenschaften anzuwenden. Wie beim Fasertyp bietet der Matrixtyp einen Ausgangspunkt für Faserkonstituenteneigenschaften. Diese Eigenschaften werden geändert, wenn die MDATA-Datei zur Korrelation mit den von Ihnen angegebenen Lageeigenschaften gespeichert wird.

E – Faservolumenanteil (erforderlich)

Dies ist der Faservolumenanteil der Lage. Er muss in Dezimalform eingegeben werden und größer als oder gleich 0.3 und kleiner als 0.9 sein.

F – Dichte (optional)

Die hier eingegebene Dichte wird verwendet, um die Dichte des Materials in der Finite-Element-Methode anzugeben.

G - Lagenstärke (optional)

Die hier eingegebene Lagenstärke dient nur als Referenz.

H - Umgebungen (optional)

Mithilfe des Dropdown-Menüs und des Felds für spannungsfreie Temperatur im Bereich "Umgebungen" können Sie Materialeigenschaften bei verschiedenen Temperaturen und Feuchtigkeiten angeben. Vorgabemäßig wird angenommen, dass die Eigenschaften für alle neuen unidirektionalen Verbundwerkstoffe einen Umgebungsfeuchtigkeitsgehalt aufweisen und unabhängig von der Temperatur sind. Um das Material abhängig von der Temperatur und/oder dem Feuchtigkeitsgehalt zu machen, klicken Sie neben dem Dropdown-Menü der Umgebungen auf das Feld "Hinzufügen" oder "Bearbeiten", und geben Sie die Temperatur und/oder die Umgebung an. Sie können die neue Umgebung auch abhängig von einer vorherigen Umgebung machen, indem Sie eine der vorhandenen Umgebungen aus der Dropdown-Liste im Fenster "Umgebung hinzufügen" auswählen. Eine Umgebung verwendet die optimierten Faser- und Matrixkonstruktionskonstanten aus der Umgebung, von der sie abhängig ist, als anfängliche Schätzung für den Materialcharakterisierungsprozess. Alle auf den Registerkarten "Allgemein" und "Konstanten" definierten Materialeigenschaften beziehen sich auf die aktuell angegebene Umgebung. Materialeigenschaften für zusätzliche Umgebungen können hinzugefügt werden, indem Sie auf die Schaltfläche "Hinzufügen" klicken und eine neue Umgebung definieren. Die Registerkarten "Allgemein" und "Konstanten" sind abhängig von der gewählten Umgebung. Um eine Umgebung und die zugehörigen Materialeigenschaften zu löschen, wählen Sie die Umgebung im Dropdown-Menü "Umgebungen" aus und klicken auf die Schaltfläche "Löschen".

Die spannungsfreie Temperatur des Verbundmaterials ist die Temperatur, bei der die Matrix- und Faserdurchschnittsspannungszustände in dem unabhängigen Verbundmaterial null sind. Wenn bei einer Finite-Element-Simulation mit aktivierter thermischer Restspannungsfunktion (Schlüsselwort *CURE STRESS in der HIN-Eingabedatei, siehe Helius-PFA-Benutzerhandbuch) die aktuelle Temperatur des Verbundmaterials verschieden von der spannungsfreien Temperatur des Materials ist, dann weisen das Verbundmaterial und seine einzelnen Konstituenten thermische Dehnungen auf, die dem Temperaturunterschied und den verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten entsprechen. Mit diesem Verfahren können Sie explizit die thermischen Restspannungen auf Konstituenten- und Lagenebene berücksichtigen, die durch das Abkühlen einer laminierten Verbundstruktur nach der Aushärtung verursacht werden. Wenn für die spannungsfreie Temperatur kein Wert angegeben ist, verwendet Composite Material Manager den Vorgabewert von 0 Grad.

Weitere Informationen zu den Annahmen und Konsequenzen für temperaturabhängige Materialeigenschaften und thermische Restspannungen finden Sie Im Helius-PFA-Benutzerhandbuch und im Theoriehandbuch.