/FAIL/MAXSTRAIN
================

   :align: right

Критерий максимального напряжения для моделирования повреждений композитных материалов. Этот критерий доступен для твердых тел и оболочек.

------------------------------

Формат
-------

.. code-block:: text

   (1)    (2)        (3)      (4)    (5)  (6)   (7)       (8)    (9)    (10)
   /FAIL/MAXSTRAIN /
   mat_ID / unit_ID  ε1MAX   ε2MAX  γ12MAX  Ifail_sh  Ifail_so  τmax  Fcut

Дополнительная строка:

.. code-block:: text

   (1)   (2)   (3)   (4)   (5)   (6)   (7)   (8)   (9)   (10)
   fail_ID

Определение полей
-----------------

.. list-table::
   :header-rows: 1
   :align: left

   * - Поле
     - Содержание
     - Пример (СИ)
   * - mat_ID
     - Идентификатор материала
     - Целое число (макс. 10 знаков)
   * - unit_ID (необязательно)
     - Идентификатор единицы
     - Целое число (макс. 10 знаков)
   * - ε1MAX
     - Продольное критическое напряжение (По умолчанию = 10^20)
     - Вещественное
   * - ε2MAX
     - Поперечное критическое напряжение (По умолчанию = 10^20)
     - Вещественное
   * - γ12MAX
     - Критическое напряжение на сдвиг (По умолчанию = 10^20)
     - Вещественное
   * - Ifail_sh
     - Флаг модели отказа оболочек. См. подробнее в описании.
   * - Ifail_so
     - Флаг модели отказа твердых тел. См. подробнее в описании.
   * - τmax
     - Время динамической релаксации (По умолчанию = 10^20)
     - [с]
   * - Fcut
     - Частота фильтрации тензора напряжения (По умолчанию = 0.0)
     - [1/с]
   * - fail_ID (необязательно)
     - Идентификатор критерия отказа
     - Целое число (макс. 10 знаков)

Пример
------

.. code-block:: text

   /UNIT/1 Mg mm s
   /FAIL/MAXSTRN/1/1
   #      EPS1_MAX     EPS2_MAX     GAM12_MAX     IFAIL_SH IFAIL_SO
          0.052        0.045        0.0157              1        1
   #      TAU_MAX       FCUT
          1.0E-4       100.0

Комментарии
------------

Этот критерий отказа доступен для оболочек и твердых тел. Он учитывает композитный слой с волокнами, ориентированными в направлении 1 (также обозначенном как m1) и матрицей, ориентированной в поперечном направлении 2 (и 3 для твердых тел). Каждое направление учитывает критическую прочность, действительную для напряжения и сжатия.

.. figure:: ./media/d85e7f42_fail_maxstrain.png

Где:

- **ε1MAX** и **ε2MAX** — это соответственно критические напряжения в направлении 1 и 2.
- **γ12MAX** — это критическое инженерное напряжение на сдвиг.

Критерий для оболочек записывается как:

.. math::

   F = \max \left( \frac{ε1}{ε1MAX}, \frac{ε2}{ε2MAX}, \frac{γ12}{γ12MAX} \right) \leq 1

Для твердых тел критерий становится:

.. math::

   F = \max \left( \frac{ε1}{ε1MAX}, \frac{ε2}{ε2MAX}, \frac{ε3}{ε2MAX}, \frac{γ12}{γ12MAX}, \frac{γ31}{γ12MAX} \right) \leq 1

Критерий считается достигнутым, когда F = 1. Переменная повреждения соответствует самому критерию D = F.

Как только критерий достигнут (D = F = 1), могут быть настроены два поведения:

- Если Ifail_sh = 0 или Ifail_so = 0, нет смягчения напряжения и элементы никогда не удаляются. В этом случае критерий отказа является чисто визуальным, используя вывод переменной повреждения.
- Если Ifail_sh ≠ 0 или Ifail_so ≠ 0, генерируется релаксация напряжения для снижения несущей способности элемента.

.. math::

   σ(t) = f(t) \cdot σ_d(tr)

С функцией f(t):

.. math::

   f(t) = \exp \left(\frac{- (t-tr)}{τmax}\right)

и t ≥ tr.

Где:

- t — время.
- tr — начальное время релаксации, когда критерий повреждения предполагается.
- τmax — время динамической релаксации.
- σd(tr) — тензор напряжения, когда критерий достигнут.

Когда напряжения достигают 1% от значения напряжения в начале отказа, элемент удаляется. Даже если критерий отказа достигнут, не будет удаления элемента с τmax = 1.0E20. Поэтому рекомендуется определить значение τmax в 10 раз больше, чем шаг времени моделирования.

Чтобы избежать "цепной реакции" при удалении элементов, можно также определить частоту фильтрации тензора напряжения Fcut. Таким образом, тензор напряжения, используемый для расчета критерия MAXSTRAIN, сначала фильтруется по формуле:

.. math::

   ε_n+1^{filter} = α ε_n+1 + (1 - α) ε_n^{filter}

Где:

.. math::

   α = \frac{2 \pi \cdot Fcut \cdot Δt}{2 \pi \cdot Fcut \cdot Δt + 1}

и Δt — текущий временной шаг. Если частота фильтрации не определена (Fcut = 0.0), эффект фильтрации отключается.

Идентификатор fail_ID используется совместно с /STATE/BRICK/FAIL и /INIBRI/FAIL. Значение по умолчанию отсутствует. Если строка пуста, значение для переменных модели отказа не будет выводиться в /INIBRI/FAIL (записывается в .sta файл с опцией /STATE/BRICK/FAIL).

Резерв/коэффициент запаса может быть отображен с использованием /H3D/ELEM/FAILURE/ID=FAILID/MODE=1. Индекс отказа получен с использованием /H3D/ELEM/FAILURE/ID=FAILID.

См. также
--------

- **Моделирование отказов композитов** (Руководство пользователя)