/FAIL/CHANG
============

Radioss

2025.1

**Обзор**

`Radioss®` - это ведущий явный метод конечных элементов для моделирования столкновений и ударов.

**Failure Models**

Поддерживаемые модели разрушения в `Radioss`.

**/FAIL/CHANG**

Ключевое слово в формате блока

Описание модели разрушения Чанга.

**Формат**

```
(1)      (2)      (3)      (4)     (5)      (6)      (7)      (8)      (9)      (10)
/FAIL/CHANG/ mat_ID/unit_ID    σ_1t   σ_2t  σ̄_12  σ_1c   σ_2c   β   τ_max I_fail_sh  FAILIP
```

**Определение**

+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| Поле          | Содержание                        | Пример в единицах СИ   |
+===============+===================================+========================+
| mat_ID        | Идентификатор материала.          | (Integer, максимум 10 цифр) |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| unit_ID       | Идентификатор единицы измерения.  | (Integer, максимум 10 цифр) |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| σ_1t          | Продольная прочность на растяжение| По умолчанию = 10^20 [Па] |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| σ_2t          | Поперечная прочность на растяжение| По умолчанию = 10^20 [Па] |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| σ̄_12         | Прочность на сдвиг.               | По умолчанию = 10^20 [Па] |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| σ_1c          | Продольная прочность на сжатие.   | По умолчанию = 10^20 [Па] |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| σ_2c          | Поперечная прочность на сжатие.   | По умолчанию = 10^20 [Па] |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| β             | Коэффициент масштабирования сдвига| По умолчанию = 0       |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| τ_max         | Динамическая релаксация времени.  | По умолчанию = 10^20 [с] |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| I_fail_sh     | Флаг модели разрушения оболочки.  | 1, 2, 3, или 4 (Целое) |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+
| FAILIP        | Количество неудачных точек        | По умолчанию = 1       |
|               | интеграции до удаления твердого тела.| (Integer)           |
+---------------+-----------------------------------+------------------------+

**Комментарии**

Эта модель разрушения доступна только для оболочек.

Модель разрушения для разрушения волокон записывается как:

**Растяжение волокон**:

- σ_11 > 0

Для оболочек:

\[
e_f^2 = \left(\frac{σ_{11}}{σ_{1t}}\right)^2 + β\left(\frac{σ_{12}}{σ̄_{12}}\right)^2
\]

Для твердых тел:

\[
e_f^2 = \left(\frac{σ_{11}}{σ_{1t}}\right)^2 + β\left(\frac{σ_{12}}{σ̄_{12}}\right)^2 + \left(\frac{σ_{13}}{σ̄_{12}}\right)^2
\]

**Компрессия волокон**:

- σ_11 < 0

\[
e_c^2 = \left(\frac{σ_{11}}{σ_{1c}}\right)^2
\]

Для разрушения матрицы критерий разрушения:

**Растяжение матрицы**:

- σ_22 > 0

Для оболочек:

\[
e_m^2 = \left(\frac{σ_{22}}{σ_{2t}}\right)^2 + \left(\frac{σ_{12}}{σ̄_{12}}\right)^2
\]

Для твердых тел:

\[
e_{m1}^2 = \left(\frac{σ_{22}}{σ_{2t}}\right)^2 + \left(\frac{σ_{12}}{σ̄_{12}}\right)^2
\]

**Компрессия матрицы**:

- σ_22 < 0

Для оболочек:

\[
e_d^2 = \left(\frac{σ_{22}}{2σ̄_{12}}\right)^2 + \left[\left(\frac{σ_{2c}}{2σ̄_{12}}\right)^2 - 1\right]\frac{σ_{22}}{σ_{2c}} + \left(\frac{σ_{12}}{σ̄_{12}}\right)^2
\]

Если параметр повреждения e_f^2, e_c^2, e_m^2, или e_d^2 ≥ 1.0, напряжения уменьшаются, используя экспоненциальную функцию для избежания численных нестабильностей.

Релаксационная техника заключается в постепенном уменьшении напряжения:

\[
σ(t) = f(t) \times σ_d(t_r)
\]

где

\[
f(t) = \exp\left(-\frac{t - t_r}{τ_{max}}\right)
\]

и t ≥ t_r.

**Время t** – время начала релаксации, когда предполагается выполнение критерия повреждения.

**τ_max** – время динамической релаксации.

Значение повреждения, D, это 0 ≤ D ≤ 1. Статус для разрушения:

- Свободный, если 0 ≤ D < 1
- Разрушение, если D = 1

с D = Max(e_f^2, e_c^2, e_m^2, e_d^2). Это значение повреждения отображается с помощью /ANIM/SHELL/DAMA.

`fail_ID` используется с /STATE/SHELL/FAIL и /INISHE/FAIL для оболочки. Нет значения по умолчанию.

После достижения критерия разрушения значение τ_max определяет период, когда напряжение в разрушаемом элементе постепенно уменьшается до нуля. Когда напряжение достигает 1% значения в момент начала разрушения, элемент удаляется. Это необходимо для избежания нестабильностей, вызванных внезапным удалением элементов и «цепной реакцией» разрушения в соседних элементах. Даже если критерий разрушения достигнут, стандартное значение τ_max = 1.0E30 приводит к отсутствию удаления элементов. Поэтому рекомендуется назначить τ_max в 10 раз больше шага времени моделирования.

Различные режимы разрушения можно отобразить, используя /H3D/ELEM/FAILURE/ID=FAILID с опцией `MODE` (= `I` или `ALL`):

- MODE1: Индекс разрушения при натяжении в направлении 1
- MODE2: Индекс разрушения при сжатии в направлении 1
- MODE3: Индекс разрушения при натяжении в направлении 2
- MODE4: Индекс разрушения при сжатии в направлении 2

Глобальный индекс разрушения (соответствующий максимуму между всеми режимами) можно отобразить, используя /H3D/ELEM/FAILURE/ID=FAILID без опции `MODE`.