Materialneudefinition

In der HIN-Datei können die Materialeigenschaften für eine Analyse überschrieben werden.

Bei vielen Analysen ist es wünschenswert, zur Durchführung einer Empfindlichkeitsanalyse eine Materialdefinition leicht abzuändern. Dabei müssen Sie entweder die statischen (Materialeigenschaften) oder die dynamischen (Argumente) Daten für die gewünschten Analysen ändern. Die dynamischen Materialdaten können über den Befehl HELIUSPFA in jeder Analyse geändert werden. Zum Ändern der statischen Materialdaten müssten Sie normalerweise das gewünschte Material mit anderen Materialparametern neu erstellen und in der Materialdatenbank speichern. Für eine große Sensitivitätsanalyse ist das sehr mühsam, da für jede Analyse ein neues Material in der Datenbank gespeichert werden muss.

In Fällen wie diesen können Sie in der HIN-Datei bestimmte Materialparameter eines bestimmten Materials in der Materialdatenbank überschreiben. Dazu verwenden Sie die unten gezeigten Schlüsselwörter.

Für unidirektionale Materialien:

*MATERIAL, NAME=material_name, FVF=NEWFVF, MOISTURE=AMBIENT/DRY/WET
pS11, nS11, pS22, nS22, S12, S23
*FIBER
E11, E22, v12, v23, G12, CTE11, CTE22
*MATRIX
E11, E22, v12, v23, G12, CTE11, CTE22

Für gewebte Materialien:

*MATERIAL, NAME=material_name, FVF=NEWFVF, MOISTURE=AMBIENT/DRY/WET
pS11K, pS11U, nS11K, nS11U, S12K, S12U
*FIBER
E11, E22, v12, v23, G12, CTE11, CTE22
*MATRIX
E11, E22, v12, v23, G12, CTE11, CTE22

Das Schlüsselwort *MATERIAL hat mehrere optionale Parameter und Unterzeilen zum Ändern der Eigenschaften von Konstituentenmaterialien. Der Parameter FVF dient zum Überschreiben des Faservolumenanteils der Lage. Wenn dieser Parameter fehlt, wird der angegebene Faservolumenanteil in der Materialdatei herangezogen. Mit dem Parameter MOISTURE wird der Feuchtigkeitsgehalt des Materials und damit der aus der Materialdatei ausgelesene Materialeigenschaftensatz geändert. Wenn dieser Parameter fehlt, wird der Standardwert für AMBIENT herangezogen. Für gewebte Materialien können Sie die Zugfestigkeit (U) und Kniestärke (K) der Lage angeben. Die Zeile unterhalb des Schlüsselworts *MATERIAL enthält die Lagenstärken. Bei Weglassen dieser Zeile werden die der Materialdatenbank entnommenen Werte verwendet.

Die nachgeordneten Schlüsselwörter *FIBER und *MATRIX werden dazu verwendet, die Faser- und Matrix-Materialeigenschaften des angegebenen Material zu überschreiben. Die entsprechenden Datenzeilen ermöglichen Ihnen, individuelle Eigenschaften für jede einzelne Konstituente festzulegen. Beachten Sie, dass die Querisotropie für elastische Konstanten immer erzwungen wird. Die Lageneigenschaften werden generiert, nachdem die Materialeigenschaften geändert wurden.

Bei einer Analyse mit Material IM7_8552 (z. B. ID = 9034) in der Materialdatenbank könnte die ANSYS-Materialdefinition wie folgt aussehen:

HELIUSPFA,9034,7,2,1,1,0,0,0,0,0,0,0,0.1,0.0001,0,0,0

Betrachten Sie nun die Auswirkungen der folgenden Änderung: Faservolumenanteil des Materials von 60 zu 58 %, Längszugfestigkeit von 2500 MPa zu 2000 MPa, Faserlängsmodul von 245 GPa zu 300 GPa und Poissonzahl der Matrix von 0.28 zu 0.35. Der entsprechende Abschnitt für *MATERIAL in der HIN-Datei würde wie folgt aussehen:

*MATERIAL, NAME=IM7_8552, FVF=0.58
2000.e6, , , , ,
*FIBER
300.e9, , , , , ,
*MATRIX
, , 0.35, 0.35, , ,

Hier wurde der Parameter MOISTURE nicht angegeben, sodass der in der Materialdatei vorgegebene Umgebungsfeuchtigkeitsgehalt herangezogen wird. Beachten Sie, dass mit Leerzeichen angegebene Materialparameter den Vorgabewert aus der Materialdatei übernehmen.

Wenn keine Eigenschaften einer Konstituente oder keine Verbundstärken geändert werden sollen, können die betreffenden Datenzeilen aus der Spezifikation entfernt werden. Wenn Sie beispielsweise außer dem Faservolumenanteil keine Fasereigenschaften ändern möchten, sieht der entsprechende Abschnitt für *MATERIAL wie folgt aus:

*MATERIAL, NAME=IM7_8552, FVF=0.58
2000.e6, , , , ,
*MATRIX
, , 0.35, 0.35, , ,

*MAP, FROM=NAME, TO=NAME
MATERIAL_B, MATERIAL_A
**
*MATERIAL, ORIGINAL NAME=MATERIAL_B
*MATRIX
, , 0.35, 0.35, , ,

Andernfalls werden die Eigenschaften nur im verwendeten Grundmaterial (MATERIAL_A) geändert. Wenn Sie Änderungen an Materialeigenschaften des Basismaterials mit dem Schlüsselwort *MATERIAL vornehmen, wirkt sich dies auf alle Materialien aus, die diesem Material zugeordnet sind.