進行性破損のエネルギーベースの材料劣化スキームを使用します。
Helius PFA で積層内の材料破損において材料劣化を強制する既定の方法は、以前にグラフで示したように各構成材料の剛性の瞬間的な劣化によるものです(「一方向複合材料の損傷状態」を参照)。この瞬間的な(または超高速)劣化方法は、比較的粗いメッシュに対して適切に機能します。しかし、このスキームを非常に細かいメッシュに適用した場合、損傷の進展が非常に急速であると予測され、グローバル損傷の予測結果を出すのが早過ぎてしまう場合があります。一般的に、予測される進行性破損応答は、顕著なメッシュ感度を示し、グローバルな破損荷重の予測は粗いメッシュでは高すぎ、細かいメッシュでは低すぎる結果となります。
このメッシュ感度を緩和するために、Helius PFA の最近のバージョンでは、オプションのエネルギーベースの材料劣化スキームを提供しています。このエネルギーベースの材料劣化スキームは、この製品の元の材料劣化スキームとは、2 つの点で異なります。第 1 に、エネルギーベースの劣化スキームでは、剛性劣化の速度は有限で、瞬間的ではありません。剛性が低減する有限速度は、材料破損が発生している要素のサイズに直接関係しています。一般的に、要素サイズが減少すると、剛性劣化の速度は遅くなります。逆に、要素サイズが増加すると、剛性劣化の速度は速くなります。対照的に、この製品の元の材料劣化スキームでは、材料劣化は瞬間的です。第 2 に、新しいエネルギーベースの劣化スキームでは、破損材料の最終的な完全に劣化された剛性は 0 (ゼロ)です。元の材料劣化スキームでは、破損材料の最終的な完全に劣化された剛性は 0 (ゼロ)ではなく、ユーザ指定の有限値です。
解析で使用する剛性劣化スキームに関係なく、各構成材料(繊維および母材)に対して、1 つの材料定数を指定する必要があります。ただし、これらの定数の解釈は、選択した劣化スキームによって異なります。エネルギーベースの材料劣化スキームでは、この 2 つの材料劣化定数は、各構成材料の破損に伴って、複合材料によって散逸される総エネルギー密度として解釈されます。元の既定の劣化スキームでは、この 2 つの材料劣化定数は、各構成の破損していない元の剛性を基準にした、各構成の最終的な完全に劣化された剛性を定義する無次元比率として解釈されます。