定义超弹性材料

本主题介绍了添加超弹性材料以在仿真分析中使用的步骤。您可能希望将超弹性材料用于非线性仿真，例如

• 非线性静态应力
• 准静态运动仿真
• 动态运动仿真

1. 单击 （“仿真”工作空间 >“设置”选项卡 >“材料”面板 >“管理物理材料”）以打开“材料浏览器”。

2. 选择现有材料（可能从 Fusion 材料库的“塑性”分支中选择），以用作超弹性材料的起始模板。单击显示在行右端的 箭头和铅笔图标，以将材料添加到“收藏夹”库并显示特性以进行编辑。

3. 在展开对话框右侧的“标识”选项卡下，定义以下特性：

   • 为新材料键入适当的“描述”。
   • 由于“超弹性”选项不可用，因此请从“类型”下拉列表中选择“一般”。
   • （可选）在此选项卡下定义要指定的任何其他特性（“注释”、“制造商”等）。

4. （可选）在“外观”选项卡下，修改要更改的任何特性（“颜色”、“反射”、“半透明”等）。

5. 单击“物理”选项卡。

   最初会显示“基本特性”。在非线性仿真中，仅“密度”值与超弹性材料相关。但是，若要在线性仿真中也使用超弹性材料，则还需要其他基本特性。在后一种情况中，材料不像真正的超弹性材料那样，而是使用线性各向同性行为来表示。

6. 定义基本材料特性（杨氏模量、泊松比、密度、热膨胀系数、比热等）。根据需要，展开“基本”、“热量”、“机械”和“强度”设置组以访问不同的输入字段。

7. 激活“高级特性”复选框。

8. 单击“高级特性”按钮，请注意，不要再次单击该复选框，否则会停用“高级特性”。Mooney-Rivlin 常量输入字段将会显示。

9. 定义以下三个常量：

   1. A01：两个与材料的剪切变形相关的扭曲常量中的第一个常量。

   2. A10：两个与材料的剪切变形相关的扭曲常量中的第二个常量。

   3. D1：与材料的体积变形相关的常量。

      “D1”字段接受以下两个输入之一：

      • 指定材料测试中的实际 D1 值。
      • 指定任意相对较高的 D1 值以近似不可压缩的行为。建议不要输入大于 (A01 + A10) x 103 的 D1 值。
      重要信息：不同测试实验室和出版物所呈现的 Mooney-Rivlin 数据略有不同。确保指定与 Fusion 实施一致的常量。有关 Mooney-Rivlin 方程以及 A01、A10 和 D1 常量的定义，请参考超弹性材料理论。

      请确保在材料测试、曲线拟合与 Fusion 输入之间使用一致的单位，或者在单位制之间正确转换。可以使用“首选项”对话框的“单位和值显示”组中的“材料单位显示”下拉菜单指定默认的材料单位。也可以通过在输入字段中数字的后面键入支持的换算单位（例如 psi、GPa、MPa 或 dyne）来替换默认单位。在换算单位中输入一个常量后，它会立即转换为默认材料单位。

10. 单击“应用”以保存新材料的特性。

11. （可选）执行以下两个步骤之一：

    • 如果在“收藏夹”库中创建了“超弹性”类别，请单击新材料并将其拖动到“超弹性”组中。这些类别显示在对话框左侧“收藏夹”标题下面的树中。

      注意：此材料将继续列在“收藏夹”库的顶级，但“类别”字段现在将其标识为“超弹性”。若要过滤列表以仅显示超弹性材料，请从树中选择该类别。此过滤方法适用于您定义的用于组织目的的任何其他类别。

    • 如果您为超弹性材料创建了一个自定义用户库，请在“收藏夹”库中所列材料之间的材料名称上单击鼠标右键。从关联菜单中选择“添加到”>“超弹性材料”。（如果所显示库的实际名称不同于建议的库名称，请将其替换）。

创建超弹性材料定义后，可以像对待任何类型的材料一样，通过相同的方式将其应用到仿真中。