/FAIL/HASHIN
- Ключевое слово формата блока Описывает модель отказа Hashin. Эта модель отказа доступна для Shell и
Твердый.
Формат
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
/FAIL/HASHIN/mat_ID/unit_ID |
Яформа |
Ifail_sh |
Ifail_so |
соотношение |
соотношение |
I_Dam |
Имод |
I_frwave |
\(\dot{\epsilon}_{min}\) |
\(\dot{\epsilon}_{min}\) |
\(\sigma_{1}^{t}\) |
\(\sigma_{1}^{t}\) |
\(\sigma_{2}^{t}\) |
\(\sigma_{2}^{t}\) |
\(\sigma_{3}^{t}\) |
\(\sigma_{3}^{t}\) |
\(\sigma_{1}^{c}\) |
\(\sigma_{1}^{c}\) |
\(\sigma_{2}^{c}\) |
\(\sigma_{2}^{c}\) |
\(\sigma_{c}\) |
\(\sigma_{c}\) |
\(\sigma_{12}^{f}\) |
\(\sigma_{12}^{f}\) |
\(\sigma_{12}^{m}\) |
\(\sigma_{12}^{m}\) |
\(\sigma_{23}^{m}\) |
\(\sigma_{23}^{m}\) |
\(\sigma_{13}^{m}\) |
\(\sigma_{13}^{m}\) |
\(\varphi\) |
\(\varphi\) |
Сдел |
Сдел |
\(\tau_{max}\) |
\(\tau_{max}\) |
\(\dot{\epsilon}_{0}\) |
\(\dot{\epsilon}_{0}\) |
Tcut |
Tcut |
Вставьте, если I_frwave = 2 .. csv-table:
:header: "(1)", "(2)", "(3)", "(4)", "(5)", "(6)", "(7)", "(8)", "(9)", "(10)"
:widths: 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10
"Мягкий", "Мягкий", "", "", "", "", "", "", "", ""
Дополнительная линия .. csv-table:
:header: "(1)", "(2)", "(3)", "(4)", "(5)", "(6)", "(7)", "(8)", "(9)", "(10)"
:widths: 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10, 10
"fail_ID", "", "", "", "", "", "", "", "", ""
Определение
Поле |
Содержание |
Пример единицы СИ |
|---|---|---|
mat_ID |
Идентификатор материала.(Целое число, максимум 10 цифр) |
|
unit_ID |
Идентификатор объекта.(Целое число, максимум 10 цифр) |
|
Яформа |
Флаг формулировки. = 1 (по умолчанию) Однонаправленная модель пластинки. = 2 Модель тканевой пластинки. (Целое число) |
|
Ifail_sh |
Флаг отказа оболочки. = 1 (по умолчанию) Панцирь удаляется, если урон достигнут за один слой. = 2 Оболочка удаляется, если не удалось выполнить слой > весь слой. * RATIO. = 3 Оболочка удаляется, если все слои (кроме 1) потерпели неудачу. (Целое число) |
|
Ifail_so |
Твердый флаг отказа. = 1 (по умолчанию) Солид удаляется, если урон достигнут за один точка интеграции твердого тела. = 2 Твердое тело удаляется, если не удалось int_point > все int_point * RATIO. = 3 Тело удаляется, если все точки интеграции (кроме 1) не удалось. (Целое число) |
|
соотношение |
Для Изолид = 2 или Ifail_sh=2: элемент будет удален, если соотношение слоев (или точек интеграции) превышает не удалось. По умолчанию = 1,0 (реальный) |
|
I_Dam |
Флаг расчета ущерба. 6 =1 (по умолчанию) Только силы уменьшаются. Тензор напряжений не поврежден. =2 Тензор напряжений уменьшен (использовался до версии 2018) (Целое число) |
|
Имод |
Расчет времени релаксации. = 0 (по умолчанию) Постоянное время релаксации. = 1 Время релаксации зависит от временного шага. (Целое число) |
|
I_frwave |
Флаг распространения ошибки между соседними элементами. = 1 (по умолчанию) Выкл., опция не используется. = 2 Критерий разрушения элемента снижается на фактор Soft, когда любой сосед элемент выходит из строя. (Целое число) |
|
\(\dot{\epsilon}_{min}\) |
Предел низкой скорости деформации. По умолчанию = 0,0. (Реал) |
\([\frac{1}{s}]\) |
\(\sigma_{1}^{t}\) |
Прочность на растяжение в продольном направлении (в направлении волокна). По умолчанию = 1020. (Реал) |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{2}^{t}\) |
Поперечная прочность на разрыв (перпендикулярно направлению волокна). По умолчанию = 1020 (Реал) |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{3}^{t}\) |
Предел прочности на разрыв по толщине. По умолчанию = 1020 (реальный). |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{1}^{c}\) |
Прочность на продольное сжатие (в направлении волокна). По умолчанию = 1020. (Реал) |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{2}^{c}\) |
Прочность на поперечное сжатие (перпендикулярно направлению волокна). По умолчанию = 1020 (Реал) |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{c}\) |
Сила раздавливания. По умолчанию = 1020 (Реальная). |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{12}^{f}\) |
Прочность волокна на сдвиг. По умолчанию = 1020 (реальное). |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{12}^{m}\) |
Прочность матрицы на сдвиг 12. По умолчанию = 1020 (Реальное) |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{23}^{m}\) |
Прочность матрицы на сдвиг 23. По умолчанию = 1020 (Реальное) |
\([Pa]\) |
\(\sigma_{13}^{m}\) |
Прочность матрицы на сдвиг 13. По умолчанию = 1020 (Реальное) |
\([Pa]\) |
\(\varphi\) |
Угол кулоновского трения для матрицы и расслоение < 90 градусов. По умолчанию = 0 (Реал) |
\([deg]\) |
Сдел |
Масштабный коэффициент критериев расслоения. По умолчанию = 1.0 (Реал) |
|
\(\tau_{max}\) |
Динамическое время релаксации. 5По умолчанию = 1020 (Реальное) |
\([s]\) |
\(\dot{\epsilon}_{0}\) |
Эталонная скорость деформации. По умолчанию = 10–20 (реальная) |
\([\frac{1}{s}]\) |
Tcut |
Период отсечки скорости деформации. По умолчанию = \(\tau_{max}\) (Реал) |
\([s]\) |
Мягкий |
Коэффициент уменьшения применяется к критериям отказа, когда один из соседних элементов уже не удалось. Используется только в том случае, если I_frwave=2.0.0. ≤ Мягкий ≤ 1.0По умолчанию = 0,0 (Реал) |
|
fail_ID |
(Необязательно) Идентификатор критериев отказа. 4(Целое число, максимум 10 цифр) |
Пример (составной)
При испытаниях на растяжение и сжатие (см. Рисунок 1 ) из
испытание одного композитного слоя и чистой матрицы для определения прочности и предела текучести,
которые используются в материале LAW25 и в отказной модели Hashin. Расслоение не учитывается
в этом примере.
#RADIOSS STARTER
/UNIT/1
unit for mat and failure
# MUNIT LUNIT TUNIT
kg mm ms
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
/MAT/COMPSH/1/1
composite material
# RHO_I
1.5E-6
# E11 E22 NU12 Iform E33
42 40 .05 1 .5
# G12 G23 G31 EPS_f1 EPS_f2
3.4 3 3 0 0
# EPS_t1 EPS_m1 EPS_t2 EPS_m2 dmax
0 0 0 0 .9999
# Wpmax Wpref Ioff IFLAWP ratio
0 0 5 0 0
# c EPS_rate_0 alpha ICC_global
0 2E-4 0 1
# sig_1yt b_1t n_1t sig_1maxt c_1t
.1 25 .1 0 0
# EPS_1t1 EPS_2t1 SIGMA_rst1 Wpmax_t1
0 0 0 0
# sig_2yt b_2t n_2t sig_2maxt c_2t
.1 20 .1 0 0
# EPS_1t2 EPS_2t2 sig_rst2 Wpmax_t2
0 0 0 0
# sig_1yc b_1c n_1c sig_1maxc c_1c
.005 800 .5 0 0
# EPS_1c1 EPS_2c1 sig_rsc1 Wpmax_c1
.08 .15 .1 0
# sig_2yc b_2c n_2c sig_2maxc c_2c
.005 2000 .5 0 0
# EPS_1c2 EPS_2c2 sig_rsc2 Wpmax_c2
0 0 0 0
# sig_12yt b_12t n_12t sig_12maxt c_12t
.004 83 .31 0 0
# EPS_1t12 EPS_2t12 sig_rst12 Wpmax_t12
.075 .085 .05 0
# GAMMA_ini GAMMA_max d3max
1E31 1E31 .9999
# Fsmooth Fcut
0 0
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
/FAIL/HASHIN/1/1
# Iform Ifail_sh Ifail_so Ratio I_Dam Imod Ifrwave EPS_DOT_MIN
2 1 0 0 1
# Sigma1_T Sigma2_T Sigma3_T Sigma1_C Sigma2_C
2 .525 1E30 1.7 1.7
# Sigma_C SigmaF_12 SigmaM_12 SigmaM_23 SigmaM_13
1E30 1E30 .075 1E30 1E30
# Phi Sdelam Tau_max EPS_DOT_0 Tcut
0 1 .01
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
#enddata
#---1----|----2----|----3----|----4----|----5----|----6----|----7----|----8----|----9----|---10----|
Комментарии
Пример соотношения: если
соотношение = 0,5, и Ifail_sh=2 (или Ifail_so=2), элемент будет удален, если больше половины слоев (или точек интеграции) не удалось.
3D-модель разрушения материала:
Однонаправленная модель пластин: Режим растяжения/сдвига волокна: \(F_{1}=(\frac{〈\sigma_{11}〉}{\sigma_{1}^{t}})^{2}+(\frac{\sigma_{12}^{2}+\sigma_{13}^{2}}{\sigma_{12}^{f}^{2}})\) Режим компрессионного волокна: \(F_{2}=(\frac{〈\sigma_{a}〉}{\sigma_{1}^{c}})^{2}\) с,
- \(\sigma_{a}=−\sigma_{11}+〈−\frac{\sigma_{22}+\sigma_{33}}{2}〉\)
Режим раздавливания: \(F_{3}=(\frac{〈p〉}{\sigma_{c}})^{2}\) с,
- \(p=−\frac{\sigma_{11}+\sigma_{22}+\sigma_{33}}{3}\)
Режим матрицы отказов: \(F_{4}=(\frac{〈\sigma_{22}〉}{\sigma_{2}^{t}})^{2}+(\frac{\sigma_{23}}{S_{23}})^{2}+(\frac{\sigma_{12}}{S_{12}})^{2}\) Режим расслаивания: \(F_{5}=S_{del}^{2}[(\frac{〈\sigma_{33}〉}{\sigma_{2}^{t}})^{2}+(\frac{\sigma_{23}}{\overset{˜}{S}_{23}})^{2}+(\frac{\sigma_{13}}{S_{13}})^{2}]\) Где, \(S_{12}=\sigma_{12}^{m}+〈−\sigma_{22}〉tan\varphiS_{23}=\sigma_{23}^{m}+〈−\sigma_{22}〉tan\varphiS_{13}=\sigma_{13}^{m}+〈−\sigma_{33}〉tan\varphi\overset{˜}{S}_{23}=\sigma_{23}^{m}+〈−\sigma_{33}〉tan\varphi\) .. note:
:math:`〈a〉={aifa>00ifa<0`
Модель тканевой пластины: Режим растяжения/сдвига волокна: \(F_{1}=(\frac{〈\sigma_{11}〉}{\sigma_{1}^{t}})^{2}+(\frac{\sigma_{12}^{2}+\sigma_{13}^{2}}{\sigma_{a}^{f}^{2}})\) \(F_{2}=(\frac{〈\sigma_{22}〉}{\sigma_{2}^{t}})^{2}+(\frac{\sigma_{12}^{2}+\sigma_{23}^{2}}{\sigma_{b}^{f}^{2}})\) С
- \(\sigma_{a}^{f}=\sigma_{12}^{f},\sigma_{b}^{f}=\sigma_{12}^{f}\frac{\sigma_{2}^{t}}{\sigma_{1}^{t}}\)
Режим компрессионного волокна: \(F_{3}=(\frac{〈\sigma_{a}〉}{\sigma_{1}^{c}})^{2}\) с,
- \(\sigma_{a}=−\sigma_{11}+〈−\sigma_{33}〉\)
\(F_{4}=(\frac{〈\sigma_{b}〉}{\sigma_{2}^{c}})^{2}\) с,
- \(\sigma_{b}=−\sigma_{22}+〈−\sigma_{33}〉\)
Режим раздавливания: \(F_{5}=(\frac{〈p〉}{\sigma_{c}})^{2}\) с,
- \(p=−\frac{\sigma_{11}+\sigma_{22}+\sigma_{33}}{3}\)
Режим матрицы разрушения при сдвиге: \(F_{6}=(\frac{\sigma_{12}}{\sigma_{12}^{m}})^{2}\) Режим отказа матрицы: \(F_{7}=S_{del}^{2}[(\frac{〈\sigma_{33}〉}{\sigma_{3}^{t}})^{2}+(\frac{\sigma_{23}}{S_{23}})^{2}+(\frac{\sigma_{13}}{S_{13}})^{2}]\) Где, \(S_{13}=\sigma_{13}^{m}+〈−\sigma_{33}〉tan\varphiS_{23}=\sigma_{23}^{m}+〈−\sigma_{33}〉tan\varphi\) Если параметр повреждения
Fi ≥ 1,0, напряжения уменьшено с помощью экспоненциальной функции, чтобы избежать числовой нестабильности. А используется техника релаксации путем постепенного снижения напряжения:
\(\sigma(t)=f(t)⋅\sigma_{d}(t_{r})\) С, \(f(t)=exp(−\frac{t−t_{r}}{\tau_{max}})\) и
- \(t\get_{r}\)
Где, \(t\) Время \(t_{r}\) Время начала релаксации, когда принимаются критерии повреждения \(\tau_{max}\) Время динамического расслабления \(\sigma_{d}(t_{r})\) Стресс в начале повреждения
Величина ущерба D равна 0 ≤ D ≤ 1.
Статус перелома:
Бесплатно, если 0 ≤ D < 1
Неудача, если D = 1
с
\(D=Max(F_{1},F_{2},F_{3},F_{4},F_{5})\) для однонаправленной модели пластинок и \(D=Max(F_{1},F_{2},F_{3},F_{4},F_{5},F_{6},F_{7})\) для модели тканевой пластинки. Это значение урона отображается с помощью /ANIM/BRICK/DAMA, /ANIM/SHELL/DAMA, H3D/SOLID/DAMA или /H3D/SHELL/DAMA.
fail_ID используется с /STATE/BRICK/FAIL и
/INIBRI/FAIL. Нет значения по умолчанию ценность. Если строка пуста, для переменных модели отказа в /INIBRI/FAIL (записано в файле .sta с /STATE/BRICK/FAIL вариант).
После достижения критерия отказа
тот
\(\tau_{max}\) Значение определяет период времени, в течение которого напряжение в
вышедший из строя элемент постепенно сводится к нулю. Когда стресс достигает 1% от стресса
значение в начале сбоя, элемент удаляется. Это необходимо, чтобы избежать
нестабильности, возникающие из-за внезапного удаления элемента и сбоя»
цепь
реакция
» в соседних элементах.Даже если критерий отказа достигнут,
значение по умолчанию
\(\tau_{max}=1.0E30\) не приводит к удалению элемента. Поэтому рекомендуется
определить
\(\tau_{max}\) В 10 раз больше, чем шаг моделирования.
Опция I_Dam
улучшает расчет урона и стабильность расчета урона.
Различные виды отказов могут быть
построен с использованием опции
/H3D/ELEM/FAILURE/ID = FAILID с ключевым словом MODE . Номер каждой моды определяется как
следует:
Для однонаправленной ламинарной модели - РЕЖИМ1
: Модель волокна растяжения/сдвига. \(F_{1}\)
РЕЖИМ2 : Компрессионное волокно \(F_{2}\)
РЕЖИМ3 : Раздавить \(F_{3}\)
РЕЖИМ4 : Сбой матрицы \(F_{4}\)
РЕЖИМ5 : Расслаивание \(F_{5}\)
Для тканевой ламинарной модели - РЕЖИМ1
: Модель волокна растяжения/сдвига в направлении 1. \(F_{1}\)
РЕЖИМ2 : Модель волокна растяжения/сдвига в направлении 2. \(F_{2}\)
РЕЖИМ3 : Модель компрессионного волокна в направлении 1. \(F_{3}\)
РЕЖИМ4 : Модель компрессионного волокна в направлении 2. \(F_{4}\)
РЕЖИМ5 : Раздавить \(F_{5}\)
РЕЖИМ6 : Матрица разрушения при сдвиге \(F_{6}\)
РЕЖИМ7 : Сбой матрицы \(F_{7}\) .
Глобальный индекс отказов можно отобразить с помощью
/H3D/ELEM/FAILURE/ID=FAILID только без ключевое слово MODE.
Note
- Модель неудачи
/FAIL/CHANG с бета=1 должно использоваться для восстановления исходной формулы из справочной статьи. 2
1 Хашин З. и Ротем А. «Усталость
Критерий для армированных волокном материалов», Journal of Composite Materials, Vol. 7, 1973, с.
448-464. 9
2 Хашин З. Критерии отказа.
для однонаправленных волоконных композитов», Journal of Applied Mechanics, Vol. 47, 1980, стр.
329-334.