付録 C: MCT 状態変数(SVAR)

解に依存するすべての MCT 状態変数の説明を表示します。

一方向複合材料には解に依存する MCT 状態変数が 35 個あり、織物複合材料には 91 個あります(進行性疲労解析では、一方向複合材料には 31 個のMCT 状態変数、織物複合材料には 94 個の MCT 状態変数があることに注意してください)。これらの解に依存する状態変数は、それぞれの有限要素内の各積分点において、Helius PFA のユーザがプログラムできる機能によって計算および更新されます。ANSYS は、適切な ANSYS OUTRES コマンドを使用して、各サブステップの解に依存する MCT 状態変数の収束値を保存します(「MCT 状態変数の出力を要求する」、および「MCT 状態変数の出力を要求する」を参照してください)。既定では解に依存する MCT 状態変数に対して ANSYS で採用されている命名規則は SVARi で、ここで i=1, 2, 3... は状態変数の番号を指します。11 よりも大きい SVAR を表示するには、/GRAPHICS, FULL コマンドを使用してパワーグラフィックスをオフにする必要があります。Advanced Material Exchange で使用される状態変数を表示するには、ここをクリックします。

次のリストでは、各 MCT 状態変数について説明します。

SVAR1

SVAR1 は、複合材料の個別の損傷状態を表す整数変数です。SVAR1 によって仮定される整数値の範囲と解釈は、解析で使用する材料の特定の非線形性機能セットによって異なります。次の表は、Helius PFA によって使用可能な材料の非線形性機能の各組み合わせに対する SVAR1 の各許容整数値の解釈を示します。

一方向複合材料: 非線形性が非アクティブ

進行性破損解析(アクティブ)
破損前非線形性(非アクティブ)

SVAR1 の許容離散値	個別の複合材料損傷状態
1.0	損傷なしの母材、損傷なしの繊維
2.0	破損した母材、損傷なしの繊維
3.0	破損した母材、破損した繊維

一方向複合材料: 非線形性がアクティブ

進行性破損解析(アクティブ)
破損前非線形性(アクティブ)

SVAR1 の許容離散値	個別の複合材料損傷状態
1.0	損傷なしの母材、損傷なしの繊維
1.25	母材破損前劣化レベル 1、損傷なしの繊維
1.5	母材破損前劣化レベル 2、損傷なしの繊維
1.75	母材破損前劣化レベル 3、損傷なしの繊維
2.0	破損した母材、損傷なしの繊維
3.0	破損した母材、破損した繊維

織物複合材料: 非線形性が非アクティブ

進行性破損解析(アクティブ)
破損前非線形性(非アクティブ)
破損後非線形性(サポートなし)

SVAR1 の許容離散値	個別の複合材料損傷状態
1.0	損傷なしの母材、損傷なしの繊維
1.4	充填の母材破損、破損なしの反り
1.6	反りの母材破損、破損なしの充填
2.0	反りと充填の母材破損
2.2	充填の繊維および母材破損、破損なしの反り
2.3	反り繊維および母材破損、損傷なしの充填
2.7	充填の繊維および母材破損、反りの母材破損
2.8	反り繊維および母材破損、充填の母材破損
3.0	完全な破損

織物複合材料: 非線形性がアクティブ

進行性破損解析(アクティブ)
破損前非線形性(アクティブ)
破損後非線形性(サポートなし)

SVAR1 の許容離散値	個別の複合材料損傷状態
1.0	損傷なしの母材、損傷なしの繊維
1.057	母材破損前劣化レベル 1、損傷なしの繊維
1.114	母材破損前劣化レベル 2、損傷なしの繊維
1.171	母材破損前劣化レベル 3、損傷なしの繊維
1.229	母材破損前劣化レベル 4、損傷なしの繊維
1.286	母材破損前劣化レベル 5、損傷なしの繊維
1.343	母材破損前劣化レベル 6、損傷なしの繊維
1.4	充填の母材破損、破損なしの反り
1.6	反りの母材破損、破損なしの充填
2.0	反りと充填の母材破損
2.2	充填の繊維および母材破損、破損なしの反り
2.3	反り繊維および母材破損、損傷なしの充填
2.7	充填の繊維および母材破損、反りの母材破損
2.8	反り繊維および母材破損、充填の母材破損
3.0	完全な破損

一方向複合材料: 静的解析

一方向複合材料では、状態変数 SVAR2、SVAR3、...、SVAR35 の静的進行性破損解析に対する解釈は、次のとおりです。

SVAR2: SVAR2 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、母材の破壊基準を満たした割合を示すために使用します。たとえば、SVAR2 = 0.0 は母材応力レベルがゼロであることを示し、SVAR2 = 1.0 は母材応力が破損レベルに達していることを示します。数値上、SVAR2 は次のように計算されます。
これは母材破損基準の左辺と認識されます(『理論マニュアル』の「MCT 構成に基づいた破損基準」セクションを参照してください)。
SVAR3: SVAR3 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、繊維の破損基準を満たした割合を示すために使用します。たとえば、SVAR3 = 0.0 は繊維応力レベルがゼロであることを示し、SVAR3 = 1.0 は繊維応力が破損レベルに達していることを示します。数値上、SVAR3 は次のように計算されます。
これは繊維破損基準の左辺と認識されます(『理論マニュアル』の「MCT 構成に基づいた破損基準」セクションを参照してください)。
SVAR4: SVAR4 は、繊維破損の発生時に繊維構成の軸方向ひずみが正または負の値であるかを示します。軸方向ひずみ値が正の場合は、SVAR4 = 1.0 です。軸方向ひずみが負の場合は、SVAR4 = -1.0 です。
SVAR5: SVAR5 は母材破損基準の 4 番目の項で、破損前非線形性機能で使用されます(『理論マニュアル』を参照)。
SVAR6 ～ SVAR11: 未使用

一方向複合材料の場合、残りの MCT 状態変数は、母材の平均の応力状態とひずみ状態、および繊維の平均の応力状態とひずみ状態の個別の成分を格納します。

svar12 35

一方複合材料: 進行性疲労解析

一方向複合材料では、状態変数 SVAR2、SVAR3、...、SVAR35 の進行性疲労解析に対する解釈は、次のとおりです。

SVAR2: SVAR2 は指定された荷重増分に付随するサイクル数です。繊維が破損した場合(SVAR1=3.0)を除き、この値は常に更新されます。破損した場合は、繊維破損時の値が破損サイクル数に設定されます。
SVAR3: SVAR3 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、縦方向亀裂フォーム内の損傷を示します。0.0 の値は損傷がないことを示し、1.0 の値は縦方向亀裂を示します。
SVAR4: SVAR4 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、横方向亀裂フォーム内の損傷を示します。0.0 の値は損傷がないことを示し、1.0 の値は横方向亀裂を示します。
SVAR5: SVAR5 は、ヒステリシス加熱計算に使用する縦方向亀裂の材料温度を表します。
SVAR6: SVAR6 は、ヒステリシス加熱計算に使用する横方向亀裂の材料温度を表します。
SVAR7: 未使用

一方向複合材料を使用する進行性疲労解析の場合、SVAR8 ～ SVAR31 は、母材の平均の応力状態とひずみ状態、および繊維の平均の応力状態とひずみ状態の個別の成分(静的解析の SVAR12 ～ SVAR35 と同等)を格納します。

織物複合材料: 静的解析

織物複合材料では、状態変数 SVAR2、SVAR3、...、SVAR90 の静的進行性破損解析に対する解釈は、次のとおりです。

SVAR2: SVAR2 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、充填けん引内の母材構成に対し、母材の破損基準を満たした割合を示すために使用します。
SVAR3: SVAR3 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、充填けん引内の繊維構成に対し、繊維の破損基準を満たした割合を示すために使用します。
SVAR4: SVAR4 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、反りけん引内の母材構成に対し、母材の破損基準を満たした割合を示すために使用します。
SVAR5: SVAR5 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、反りけん引内の繊維構成に対し、繊維の破損基準を満たした割合を示すために使用します。
SVAR6: 未使用
SVAR7: SVAR7 は、織物複合材料の MCT 母材破損基準の 2 番目の項であり、破損前非線形性機能で使用されます。破損前非線形性がオフになっている場合、SVAR7 は使用されません。

織物複合材料の場合、残りの MCT 状態変数は、さまざまなスーパー構成および構成の平均の応力状態とひずみ状態の個別の成分を格納します(例、充填 = 充填けん引スーパー構成、反り = 反りけん引スーパー構成、母材-ポケット = けん引間母材ポケットの母材構成、充填-母材 = 充填けん引の母材構成、反り-母材 = 反りけん引の母材構成、充填-繊維= 充填けん引の繊維構成、反り-繊維 = 反りけん引の繊維構成)。

svar8 91

織物複合材料: 進行性疲労解析

織物複合材料では、状態変数 SVAR2、SVAR3、...、SVAR91 の進行性疲労解析に対する解釈は、次のとおりです。

SVAR2: SVAR2 は指定された荷重増分に付随するサイクル数です。繊維が破損した場合(SVAR1=3.0)を除き、この値は常に更新されます。破損した場合は、繊維破損時の値が破損サイクル数に設定されます。
SVAR3: SVAR3 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、充填-母材構成内の縦方向亀裂フォーム内の損傷を示します。0.0 の値は損傷がないことを示し、1.0 の値は充填-母材内の縦方向亀裂を示します。
SVAR4: SVAR4 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、充填-母材構成内の横方向亀裂フォーム内の損傷を示します。0.0 の値は損傷がないことを示し、1.0 の値は充填-母材内の横方向亀裂を示します。
SVAR5: SVAR5 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、反り-母材構成内の縦方向亀裂フォーム内の損傷を示します。0.0 の値は損傷がないことを示し、1.0 の値は反り-母材内の縦方向亀裂を示します。
SVAR6: SVAR6 は範囲が 0.0 ～ 1.0 の連続する実変数で、反り-母材構成内の横方向亀裂フォーム内の損傷を示します。0.0 の値は損傷がないことを示し、1.0 の値は反り-母材内の横方向亀裂を示します。
SVAR7: SVAR7 は、ヒステリシス加熱計算に使用される充填-母材構成内の縦方向亀裂の材料温度を表します。
SVAR8: SVAR8 は、ヒステリシス加熱計算に使用される充填-母材構成内の横方向亀裂の材料温度を表します。
SVAR9: SVAR9 は、ヒステリシス加熱計算に使用される反り-母材構成内の縦方向亀裂の材料温度を表します。
SVAR10: SVAR10 は、ヒステリシス加熱計算に使用される反り-母材構成内の横方向亀裂の材料温度を表します。

織物複合材料を使用した進行性疲労解析の場合、SVAR11 ～ SVAR94 は、さまざまなスーパー構成および構成の平均の応力状態とひずみ状態の個別の成分を格納するために使用します(静的解析の SVAR8 ～ SVAR91 と同等)。

11 よりも大きい SVAR を表示するには、/GRAPHICS, FULL コマンドを使用してパワーグラフィックスをオフにする必要があります。