はく離

Helius PFA は、粘性要素ベースのはく離をモデリングするための強力なユーザ定義材料サブルーチンを提供します。

この粘性ユーザ材料サブルーチンは、はく離の開始と進展に関する、一般的に使用される構成則をいくつか提供します。ただし、これらの構成則は、Helius PFA が以前に積層内材料破損に適用したものと同じ収束改善テクノロジを使用して処理されます。その結果、Helius PFA では複合材料と構造における、積層内および積層間(はく離)破損の同時進展を、前例のない堅牢性でモデリングできます。『理論マニュアル』のこのセクションでは、粘性要素ベースのはく離機能の詳細について説明します。粘性要素ベースのはく離機能の具体的な使用手順については、『Helius PFA ユーザ ガイド』を参照してください。

はく離をシミュレーションする有限要素解析でよく使用される方法には、仮想亀裂閉口法(または VCCT)と粘性ゾーン法の 2 つがあります。仮想亀裂閉口法は、グローバル節点ベースの方法で、節点の反力と変位を利用して、エネルギー解放率を推定します。粘性ゾーン法は、要素ベースのアプローチとして最も頻繁に使用されます。この方法では、はく離を予測およびシミュレーションするために界面の構成関係に依存します。Helius PFA では、次に挙げる多くの理由で、粘性要素ベースの定式化を使用しています。

1. 粘性要素ベースの定式化は、はく離の開始とはく離の伝播両方を予測しますが、VCCT は既存のはく離の伝播のみを予測します。
2. 粘性要素ベースの定式化では、はく離面の非浸透性境界条件の適用および管理をする必要がありません。これらは要素の構成関係で直接処理されます。VCCT では、はく離面の非浸透性境界条件の適用を管理するために、かなり多くの追加ロジックが必要です。
3. 粘性要素ベースの定式化は、解析に同時に存在する、あらゆる形式のその他の非線形性と完全に互換性があります。対照的に、VCCT は線形弾性破断動作を前提としています。このため、エネルギー解放率が計算され、亀裂の進展が評価されている間、どの時点でもその他に存在する非線形性は、固定されている(一定を維持する)必要があります。