Helius PFA drückt Konstitutivbeziehungen aus und berechnet die Spannung im Hauptmaterial-Koordinatensystem des Verbundmaterials. Bei unidirektionalen Mikrostrukturen ist das vorgabemäßige Hauptmaterial-Koordinatensystem auf die Richtung '1' ausgerichtet, die an der Faserrichtung ausgerichtet ist, während die Richtungen '2' und '3' auf der Querisotropieebene des Verbundmaterials liegen. In Situationen, in denen der Modellerstellungsprozess dadurch komfortabler oder einfacher wird, können Sie die Ausrichtung des Hauptmaterial-Koordinatensystems ändern, sodass Richtung '2' auf die Faserrichtung ausgerichtet ist, während die Richtungen '1' und '3' in der Ebene der Querisoptropie des Verbundmaterials liegen.
Bei gewebten Mikrostrukturen ist das vorgabemäßige Hauptmaterial-Koordinatensystem auf die Richtung 1 ausgerichtet, die der Schussgarnrichtung entspricht, während die Richtung 2 der Kettgarnrichtung und die Richtung 3 der Richtung außerhalb der Ebene entspricht. In Situationen, in denen der Modellerstellungsprozess dadurch bequemer oder einfacher wird, können Sie die Ausrichtung des Hauptmaterial-Koordinatensystems ändern, sodass Richtung '2' auf die Schussgarnrichtung ausgerichtet ist, während Richtung '1' der Kettgarnrichtung entspricht. Darüber hinaus können Sie die Ausrichtung des Material-Koordinatensystems ändern, sodass Richtung '3' auf die Schussgarnrichtung ausgerichtet ist, während Richtung '2' der Kettgarnrichtung entspricht.
Das 4. Argument gibt die Ausrichtung des verwendeten Hauptmaterial-Koordinatensystems an. Der numerische Wert (1 oder 2 für unidirektionale Materialien und 1, 2 oder 3 für gewebte Materialien) des 4. Arguments gibt an, welche der Hauptmaterial-Koordinatenachsen (für unidirektionale Verbundwerkstoffe) auf die Faserrichtung oder (für gewebte Verbundwerkstoffe) auf die Schussgarnrichtung ausgerichtet wird. Die Verfügbarkeit dieser Alternativen bietet mehr Flexibilität beim Festlegen der Ausrichtung der Materiallagen in einer Abschnittsdefinition.
Beachten Sie, dass ANSYS den Durchschnittszustand des Verbundmaterials für Spannung und Dehnung in das Koordinatensystem ausgibt, das vom 2. Argument angegeben wird. Die Durchschnittszustände der Konstituenten für Spannung und Dehnung (aus SVAR7 bis SVAR90) werden jedoch immer in das vorgabemäßige Hauptmaterial-Koordinatensystem von Helius PFA ausgegeben. Beispiel: Wenn das zweite Argument 2 lautet, werden alle Durchschnittszustände des Verbundmaterials für Spannung und Dehnung in das lokale, von Ihnen definierte System ausgegeben, wobei die lokale Richtung 2 entweder der Längsachse der Fasern bei unidirektionalen Materialien oder der Schussachse bei gewebten Materialien entspricht. Beachten Sie jedoch, dass alle Konstituentendurchschnitts-Zustände für Spannung und Dehnung im vorgabemäßigen Haupt-Koordinatensystem des unidirektionalen oder gewebten Verbundmaterials gemeldet werden.
Betrachten Sie folgenden HELIUSPFA-Befehl in einer ANSYS-Eingabedatei, der eine unidirektionale Mikrostruktur darstellt:
HELIUSPFA, 9, 7, 5, 2, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0.1, 0.01