材料屬性
關(guān)注創(chuàng)建者：dandany 創(chuàng)建時(shí)間：2018-07-21
材料屬性的視頻教程
hypermesh optistruct靜力應(yīng)力分析_2_設(shè)置材料屬性和單元屬性
hypermesh optistruct靜力應(yīng)力分析_2_設(shè)置材料屬性和單元屬性
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一種材料（或多種材料）多種屬性隨坐標(biāo)（可延伸至隨時(shí)間）函數(shù)變化
通過學(xué)習(xí)，可以掌握?qǐng)鲎兞孔映绦虻倪\(yùn)用，實(shí)現(xiàn)梯度變化材料模型建立及分析，并通過變換可以實(shí)現(xiàn)材料屬性隨時(shí)間的變化，從而模擬材料相變等。
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hypermesh optistruct靜力應(yīng)力分析_2_設(shè)置材料屬性和單元屬性 3_設(shè)置邊界和載荷
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材料屬性的實(shí)例教程
在ANSA的ABAQUS接口中，對(duì)于隨溫度變化的材料屬性可以通過數(shù)據(jù)表D. TABLE來實(shí)現(xiàn)。默認(rèn)的數(shù)據(jù)表是兩行兩列的，添加行很簡(jiǎn)單，把光標(biāo)移到末尾格子里回車就可以了。對(duì)于大部分材料屬性，只需要兩列數(shù)據(jù)就好了，第一列是材料屬性，第二列是對(duì)應(yīng)溫度。也有的時(shí)候會(huì)遇到要三列數(shù)據(jù)表的，比如隨溫度變化的彈性模量和泊松比。添加列的方法如圖片所示，在數(shù)據(jù)表中任意格子處單擊右鍵，點(diǎn)擊Insert Column，可以在所在列前方或者后方添加。圖2是隨溫度變化的彈性模量和泊松比的設(shè)置。
下圖是Abaqus中隨溫度變化的彈性模量與泊松比的定義。
Ansa中定義隨溫度變化的材料屬性通過TABLEM實(shí)現(xiàn)。下圖紅框中選擇YES，在其后的材料屬性框中點(diǎn)擊Ctrl+?，打開TABLEM。
點(diǎn)擊New，定義需要的表格類型
在下圖紅框處輸入所定義材料屬性的數(shù)值和對(duì)應(yīng)溫度。第一列為材料屬性，第二列為溫度值。
其它隨溫度變化的材料屬性設(shè)置方法與上邊相同。
ANSA中隨溫度變化的材料屬性設(shè)置方法.pdf
展開 完成織物的建模后，需要對(duì)其進(jìn)行材料屬性賦予才可以進(jìn)行分析。（texgen不僅僅可以構(gòu)建織物的細(xì)觀模型，還可以構(gòu)建單向板的細(xì)觀模型）
一般的復(fù)合材料都是包含增強(qiáng)相與基體相這兩部分，最常見的就是增強(qiáng)纖維與樹脂的混合。但是有時(shí)對(duì)于一些織物模型并不需要樹脂，texgen也是可以完成的。
這里我們就分成兩部分對(duì)材料屬性的賦予在texgen中完成進(jìn)行說明。
（這里就提前構(gòu)建一個(gè)單向板的單胞模型進(jìn)行說明。）
1.增強(qiáng)相（纖維）：
首先選中要進(jìn)行材料屬性賦予的纖維，再在Modeller下找到紗線屬性并點(diǎn)擊。如圖所示：
自上而下分別為：紗線線密度、纖維密度、總纖維截面積（不包含樹脂的紗線截面積）、纖維直徑、紗線中的纖維數(shù)目、X、Y、Z方向的楊氏模量，XY,XZ,YZ平面的剪切模量、X,Y,Z方向的泊松比，X,Y,Z方向的熱擴(kuò)張系數(shù)。
楊氏模量之前的前5項(xiàng)不用全部輸入，3組選其中一組就好（分組請(qǐng)參考之前的帖子“PART-03 Texgen-Orthogonal織物模型的建立01”的進(jìn)階優(yōu)化部分）。
9個(gè)工程常數(shù)按照自己所需要的輸入即可，最后三個(gè)X,Y,Z方向的熱擴(kuò)張系數(shù)視自己是否要做熱機(jī)械分析而定。若是只是做一下普通的機(jī)械性能分析，建議這3個(gè)值歸零，否則這三個(gè)系數(shù)請(qǐng)按自己的材料屬性賦予即可。完成數(shù)值的輸入后點(diǎn)擊ok就可以完成賦予。如不對(duì)紗線的材料屬性進(jìn)行賦予，texgen會(huì)采用默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行儲(chǔ)存。
（此外，使用texgen進(jìn)行熱力學(xué)分析是有時(shí)可能會(huì)報(bào)錯(cuò)，并不建議）
2.基體（樹脂）：
基體一般為各向同性材料，與紗線的材料屬性的賦予不同，直接點(diǎn)擊基體屬性就可以對(duì)基體賦予材料屬性，如圖所示：
自上而下分別為：基體的楊氏模量，泊松比以及基體的熱擴(kuò)張系數(shù)。按照所需的參數(shù)進(jìn)行賦予就可以了。
此篇到此結(jié)束。
展開 很多朋友在做實(shí)際工程項(xiàng)目分析時(shí)，可能會(huì)遇到如下情況，結(jié)構(gòu)材料屬性會(huì)隨著結(jié)構(gòu)荷載的變化而變化，也或者結(jié)構(gòu)在加載到一定程度后，改變某些組件的材料屬性。
部分同學(xué)的想法是在計(jì)算到這種情況下直接改變材料的屬性，然而此種做法帶來的后果便是前面計(jì)算的結(jié)果根本對(duì)后續(xù)無用，那么在ANSYS中如何實(shí)現(xiàn)這種在荷載步之間改變材料屬性呢？
今日水哥以一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來說在荷載步之間改變材料屬性的大概思路（其實(shí)就是利用ANSYS的重啟動(dòng)功能），僅供朋友們參考。
某截面尺寸為100x100的柱子，長(zhǎng)度500，頂端受均布荷載作用，假定結(jié)構(gòu)的極限位移限制為4mm，結(jié)構(gòu)初始均布荷載為10MPa，分20步加載，每步加載10MPa，結(jié)構(gòu)初始彈性模量為2Gpa,極限彈性模量為20Gpa,當(dāng)結(jié)構(gòu)位移大于極限位移的0.5倍時(shí)，材料的彈性模量會(huì)線性增加，試采用ANSYS分析此類情況。
命令流如下：
finish
/clear
/prep7
!初始彈性模量
FF0=10
!極限位移
ucC=4
!總共荷載步
nstnumber=20
!初始彈性模量
EX0=2.0e3
!極限彈性模量
EXU=2.0e4
!結(jié)構(gòu)最大位移
UZmax=0
!==============
et,1,solid95
mp,ex,1,ex0
mp,prxy,1,0.3
blc4,,,100,100,500
esize,10
vmesh,all
!===============
/solu
!輸出Restart文件
rescontrl,define,all,-1,1
da,1,all,0
finish
save
!分步加載
*do,i,1,nstnumber
/solu
!
展開 下面介紹在ANSA環(huán)境中，如何對(duì)DYNA的材料屬性性進(jìn)行設(shè)置。
材料模型的選取具體由下圖所示。單擊“M”鍵—出現(xiàn)Material編輯窗口，在空白處右擊—彈出材料的編輯選項(xiàng)—選擇New—彈出材料的類型選項(xiàng)，在該選項(xiàng)菜單中tigong了比較常用的材料類型，如果不能滿足要求，可以單擊Other—彈出DYNA所有的材料類型，在所要選取的材料類型上雙擊即可。
以選取MAT1線彈性材料為例，雙擊之后，彈出材料的屬性編輯窗口，如下圖所示。
可以對(duì)材料進(jìn)行命名，編號(hào)以及相關(guān)的參數(shù)設(shè)置。
RO：材料的密度
E：彈性模量
PR：泊松比
DA、DB：軸向與彎曲阻尼系數(shù)（僅應(yīng)用于Belytschko—Schwer梁）
K：體積模量。
在一些材料屬性如MAT57低密度泡沫材料的定義中，需要定義材料的應(yīng)力—應(yīng)變曲線，在應(yīng)用前應(yīng)首先定義曲線。首先在Deck面板中選擇DYNA求解器—AUXILIARIES功能框—單擊CURVE—彈出CURVE&TABLE定義對(duì)話框—單擊New—單擊Define_curvex選項(xiàng)，進(jìn)行曲線的定義。
在彈出的曲線Properties定義曲線編號(hào)LCID、名稱Name以左側(cè)一欄定義曲線，軟件默認(rèn)只有兩行，將光標(biāo)放在最后一行的任意一列鍵入Enter，可以添加一行，編輯數(shù)值即可得到所需曲線。完成后點(diǎn)擊OK，進(jìn)入MAT57材料編輯窗口，在相應(yīng)的LCID選項(xiàng)下輸入所定義曲線的LCID號(hào)即可。
可以看到，LS-DYNA軟件的材料屬性的設(shè)置可以在ANSA環(huán)境下方便，快捷的完成。
LS-DYNA材料屬性在ANSA環(huán)境下的設(shè)置.pdf
展開 4
柔性體的材料屬性有三個(gè)，如何選擇？
答案：打開柔性體的property，可以看到三種單元屬性對(duì)應(yīng)三種不同的材料屬性，因此，需要一一對(duì)應(yīng)，例如當(dāng)fflex body為shell殼單元時(shí)，材料屬性應(yīng)該定義Mat_property_2。
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材料屬性的最新內(nèi)容
實(shí)操視頻中，張坷星老師展示了SmartCAE在 CATIA V6的“神仙操作”：
全自動(dòng)識(shí)別：SmartCAE自動(dòng)識(shí)別零件屬性、材料和網(wǎng)格尺寸。
導(dǎo)航式操作： 像手機(jī)地圖一樣引導(dǎo)你完成工況定義。
極速求解： 即刻出云圖。
Ansys | 基于熱效應(yīng)的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析5小時(shí)前
定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導(dǎo)入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對(duì)稱性，僅創(chuàng)建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對(duì)幾何體進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設(shè)置和邊界條件。共創(chuàng)建六個(gè)分析步。
為梁定義各向同性材料屬性（E=100MPa, ν=0.3）。注意，此材料屬性僅為示例，并不代表金剛石的真實(shí)值。
9. 定義金剛石形狀的晶格 RVE，屬性如圖 5 所示。生成網(wǎng)格。顧名思義，金剛石具有這種微觀結(jié)構(gòu)。
圖5. 金剛石晶格結(jié)構(gòu)的 RVE
10. 求解工程常數(shù)。工程常數(shù)概覽如圖 6 所示。
我們可以基于預(yù)定義的模板預(yù)加載阻力系數(shù)、材料屬性和屈曲參數(shù)，從而簡(jiǎn)化設(shè)置，并且在清晰的圖中可視化板屈曲和加勁肋檢查結(jié)果，其中，突出顯示的應(yīng)力過載區(qū)域有助于進(jìn)行快速調(diào)整，以滿足合規(guī)性要求。
此外，我們可以無縫地添加DNV標(biāo)準(zhǔn)。阻力系數(shù)和材料屬性已經(jīng)過預(yù)加載，板屈曲和加固件的結(jié)果也在圖中清晰可見。
<div contenteditable="false" width="100%">
本工具基于Tcl語言開發(fā)，用于hypermesh里面的optistruct/nastran求解器模塊，主要實(shí)現(xiàn)以下自動(dòng)化功能：
</div><div contenteditable="false" width="100%">
智能識(shí)別組件單元類型：自動(dòng)區(qū)分殼單元（Shell）與實(shí)體單元（Solid）
2、定義材料屬性。除默認(rèn)的結(jié)構(gòu)鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。粘彈性材料的復(fù)模量將在 Mechanical 中通過命令片段進(jìn)行定義。
3、導(dǎo)入幾何體（見圖 1）。
圖 1 阻尼器幾何模型示意圖
4、模型設(shè)置：在頂面添加一個(gè) 30kg 的點(diǎn)質(zhì)量。創(chuàng)建一個(gè)遠(yuǎn)程點(diǎn)，剛性約束頂面的運(yùn)動(dòng)。使用 “多區(qū)域” 網(wǎng)格劃分方法對(duì)各部件劃分網(wǎng)格。
props(nprops),coords(3),drot(3,3),
3 dfgrd0(3,3),dfgrd1(3,3),jstep(4)
ddsdde=0.0d0
noffset=noel-nelem
statev(1:nstatv)=UserVar(npt,1:nstatv,noffset)
return
end
材料屬性和狀態(tài)變量如下
</p><p><br></p><p><span style="color: rgb(51, 51, 51);">為部件定義材料屬性。此處僅使用鋼和瓷進(jìn)行演示，但應(yīng)使用正確的材料屬性。</span></p><p><br></p><p>導(dǎo)入模型，并抑制一半的對(duì)稱部分。抑制后半部分模型如圖 1 所示。
2、為所有零部件定義材料屬性。材料詳細(xì)參數(shù)可參考模型文件；本次仿真僅用于演示操作流程，非精密工程設(shè)計(jì)，因此所有材料參數(shù)均為假設(shè)取值。
3、導(dǎo)入幾何模型。
圖1 GoPro相機(jī)的幾何結(jié)構(gòu)
4、搭建模型，為幾何體賦予材料屬性，定義綁定接觸與關(guān)節(jié)。如圖 2 所示，創(chuàng)建兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；設(shè)置扭轉(zhuǎn)剛度為 2000 N?mm/rad，并將其賦予兩處關(guān)節(jié)。
這兩個(gè)變量會(huì)影響產(chǎn)品、包裝和跌落表面的材料屬性。
跌落測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)
跌落測(cè)試有多種標(biāo)準(zhǔn)，有些是由行業(yè)制定的，有些是由運(yùn)輸或分銷產(chǎn)品的公司制定的，還有一些是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織制定的。
