Définir des matériaux hyperélastiques

Cette rubrique décrit la procédure de création de matériaux hyperélastiques en vue d’une utilisation dans des études de simulation. Vous pouvez utiliser un matériau hyperélastique pour les simulations non linéaires, comme les suivantes :

• Contrainte statique non linéaire
• Simulation d’événements quasi-statiques
• Simulation d’événements dynamiques

1. Cliquez sur (espace de travail Simulation > onglet Configurer > groupe de fonctions Matériaux > Gérer les matières physiques) pour ouvrir le navigateur de matériaux.

2. Choisissez un matériau existant, par exemple sous Plastique dans la bibliothèque de matériaux Fusion, afin de l’utiliser comme gabarit de départ pour votre matériau hyperélastique. Cliquez sur l’icône de flèche et de crayon qui s’affiche à droite de la ligne pour ajouter le matériau à la bibliothèque Favoris et afficher les propriétés pour modification.

3. Dans l’onglet Identité, à droite de la boîte de dialogue développée, définissez les propriétés suivantes :

   • Entrez une description adaptée pour le nouveau matériau.
   • Comme aucune option Hyperélastique n’est disponible, choisissez Générique dans la liste déroulante Type.
   • Si vous le souhaitez, vous pouvez définir d’autres propriétés sous cet onglet (commentaires, fabricant, etc.).

4. Si vous le souhaitez, sous l’onglet Apparence, modifiez les propriétés de votre choix (couleur, réflectance, translucidité, etc.).

5. Cliquez sur l’onglet Physique.

   Les propriétés de base sont initialement affichées. Seule la valeur de densité est pertinente pour les matériaux hyperélastiques dans les simulations non linéaires. Toutefois, les autres propriétés de base sont nécessaires pour vous permettre d’utiliser vos matériaux hyperélastiques dans des simulations linéaires. Dans ce cas, le matériau ne se comporte pas comme un véritable matériau hyperélastique, mais il est représenté à l’aide d’un comportement isotrope linéaire.

6. Définissez les propriétés du matériau de base (module de Young, coefficient de Poisson, densité, coefficient de dilatation thermique, chaleur spécifique, etc.). Développez les groupes de paramètres Thermique de base, Mécanique et Force en fonction de vos besoins pour accéder aux différents champs de saisie.

7. Cochez la case Propriétés avancées.

8. Cliquez sur le bouton Propriétés avancées, en veillant à ne pas cocher à nouveau la case, car cela désactiverait les propriétés avancées. Les champs de saisie des constantes de Mooney-Rivlin s’affichent.

9. Définissez les trois constantes suivantes :

   1. A01 : première des deux constantes de distorsion liées à la déformation de cisaillement du matériau.

   2. A10 : deuxième des deux constantes de distorsion liées à la déformation de cisaillement du matériau.

   3. D1 : constante liée à la déformation volumique du matériau.

      Le champ D1 accepte l’une des deux entrées suivantes :

      • Indiquez la valeur D1 réelle à partir des tests de matériaux.

      • Indiquez une valeur D1 arbitraire et relativement élevée pour obtenir un comportement incompressible approximatif. Il est recommandé de ne pas entrer une valeur D1 supérieure à (A01 + A10) x 103.

      • Important* : les différents travaux de test et publications fournissent des données de Mooney-Rivlin légèrement différemment. Veillez à spécifier des constantes compatibles avec l’implémentation de Fusion. Reportez-vous à la théorie des matériaux hyperélastiques pour en savoir plus sur l’équation de Mooney-Rivlin et les définitions des constantes A01, A10 et D1.

        Veillez à utiliser des unités cohérentes entre les tests de matériaux, le lissage de courbe et les entrées Fusion, ou bien convertissez correctement les systèmes d’unités. Les unités de matière par défaut sont spécifiées à l’aide du menu déroulant Affichage de l’unité de matière dans le groupe Affichage des unités et des valeurs de la boîte de dialogue Préférences. Vous pouvez également remplacer les unités par défaut en tapant d’autres unités prises en charge après le nombre indiqué dans le champ d’entrée (psi, GPa, MPa ou dyne, par exemple). Une fois que vous avez entré une constante dans d’autres unités, elle est immédiatement convertie en unités de matière par défaut.

10. Cliquez sur Appliquer pour enregistrer les propriétés du nouveau matériau.

11. Si vous le souhaitez, effectuez l’une des deux étapes suivantes :

    • Si vous avez créé une catégorie Hyperélastique dans la bibliothèque Favoris, cliquez sur le nouveau matériau et faites-le glisser vers le groupe Hyperélastique. Les catégories s’affichent dans l’arborescence située sur le côté gauche de la boîte de dialogue, juste sous l’en-tête Favoris.

      Remarque : la matière restera répertoriée dans la partie supérieure de la bibliothèque des favoris, mais le champ Catégorie l’identifie désormais comme Hyperélastique. Pour filtrer la liste afin d’afficher uniquement les matières hyperélastiques, sélectionnez cette catégorie dans l’arborescence. Cette technique de filtrage s'applique à toutes les autres catégories que vous pouvez définir à des fins d'organisation.

    • Si vous avez créé une bibliothèque utilisateur personnalisée pour les matériaux hyperélastiques, cliquez avec le bouton droit de la souris sur le nom du matériau parmi les matériaux répertoriés dans la bibliothèque des favoris. Choisissez (Ajouter à > Matériaux hyperélastiques) dans le menu contextuel. (Remplacez le nom réel de votre bibliothèque qui s’affiche, s’il diffère du nom de bibliothèque suggéré).

Une fois que vous avez créé une définition de matériau hyperélastique, vous l'appliquez à une simulation de la même manière que pour tout type de matériau.