Definir materiales hiperelásticos

En este tema se describe el procedimiento para añadir materiales hiperelásticos para su uso en estudios de simulación. Es posible que desee utilizar un material hiperelástico para simulaciones no lineales como:

• Tensión estática no lineal
• Simulación cuasiestática de eventos
• Simulación dinámica de eventos

1. Haga clic en ** (espacio de trabajo Simulación > ficha Configuración > panel Materiales > Administrar materiales físicos)** para abrir el Navegador de materiales.

2. Elija un material existente, tal vez de la rama Plástico de la Biblioteca de materiales de Fusion, para utilizarlo como plantilla inicial para el material hiperelástico. Haga clic en el icono de flecha y lápiz que aparece en el extremo derecho de la línea para añadir el material a la biblioteca Favoritos y mostrar las propiedades para su edición.

3. En la ficha Identidad, en el lado derecho del cuadro de diálogo ampliado, defina las siguientes propiedades:

   • Escriba una Descripción adecuada para el nuevo material.
   • Dado que no hay disponible una opción Hiperelástico, seleccione Genérico en la lista desplegable Tipo.
   • De manera opcional, defina cualquier otra propiedad de esta ficha que desee especificar (Comentarios, Fabricante, etc.).

4. De manera opcional, en la ficha Aspecto, revise cualquiera de las propiedades que desee cambiar (Color, Reflectancia, Translucidez, etc.).

5. Haga clic en la ficha Propiedades físicas.

   Inicialmente, se muestran las Propiedades básicas. Solo el valor de Densidad es relevante para los materiales hiperelásticos en simulaciones no lineales. Sin embargo, las demás propiedades básicas también son necesarias para utilizar los materiales hiperelásticos en simulaciones lineales. En el último caso, el material no actúa como un material hiperelástico verdadero, sino que se representa mediante un comportamiento isotrópico lineal.

6. Defina las propiedades de Material básico (Módulo de Young, Coeficiente de Poisson, Densidad, Coeficiente de expansión térmica, Calor específico, etc.). Expanda los grupos de parámetros Mecánicos, Térmicos básicos y de Resistencia según sea necesario para acceder a los distintos campos de entrada.

7. Active la casilla de verificación Propiedades avanzadas.

8. Haga clic en el botón Propiedades avanzadas, con cuidado de no volver a hacer clic en la casilla de verificación, lo que desactivaría las Propiedades avanzadas. Aparecen los campos de entrada de la constante Mooney-Rivlin.

9. Defina las tres siguientes constantes:

   1. A01: primera de dos constantes distorsionadoras relacionadas con la deformación de corte del material.

   2. A10: segunda de dos constantes distorsionadoras relacionadas con la deformación de corte del material.

   3. D1: constante relacionada con la deformación volumétrica del material.

      El campo D1 acepta una de las dos siguientes entradas:

      • Especifique el valor D1 real de las pruebas de los materiales.

      • Especifique un valor D1 arbitrario y relativamente alto para aproximar el comportamiento incompresible. Se recomienda no introducir un valor D1 mayor que (A01 + A10) x 103.

      • Importante*: Varios laboratorios de pruebas y publicaciones presentan datos de Mooney-Rivlin de forma algo diferente. Asegúrese de especificar constantes que sean coherentes con la implementación de Fusion. Consulte la Teoría de los materiales hiperelásticos para obtener información sobre la ecuación Mooney-Rivlin y las definiciones de las constantes A01, A10 y D1.

        Utilice unidades coherentes entre las pruebas de materiales, el ajuste de curvas y las entradas de Fusion, o bien realice la conversión correcta entre sistemas de unidades. Las unidades de material por defecto se especifican con el menú desplegable Visualización de unidad de material del grupo Visualización de unidad y valor del cuadro de diálogo Preferencias. También puede modificar las unidades por defecto escribiendo las unidades alternativas admitidas después del número en el campo de entrada (como psi, GPa, MPa o dyne). Después de introducir una constante en unidades alternativas, se convierte inmediatamente en unidades de material por defecto.

10. Haga clic en Aplicar para guardar las propiedades del nuevo material.

11. Si lo desea, lleve a cabo uno de los dos siguientes pasos:

    • Si ha creado una categoría Hiperelástico en la biblioteca Favoritos, haga clic en el nuevo material y arrástrelo al grupo Hiperelástico. Las categorías aparecen en el árbol, en el lado izquierdo del cuadro de diálogo, justo debajo del encabezado Favoritos.

      Nota: El material seguirá apareciendo en el nivel superior de la biblioteca Favoritos, pero el campo Categoría lo identificará como Hiperelástico. Para filtrar la lista para mostrar únicamente materiales hiperelásticos, seleccione esa categoría en el árbol. Esta técnica de filtrado se aplica a cualquier otra categoría que se defina para fines organizativos.

    • Si ha creado una biblioteca de usuario personalizada para materiales hiperelásticos, haga clic con el botón derecho en el nombre del material entre los materiales de la lista de la biblioteca Favoritos. Seleccione (Añadir a > Materiales hiperelásticos) en el menú contextual (sustituya el nombre real de la biblioteca que aparece, si es distinto del nombre de biblioteca sugerido).

Una vez creada una definición del material hiperelástico, se aplica a una simulación de la misma forma que a cualquier tipo de material.