marc有限元软件-材料特性.doc

7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 1 7 材料特性材料特性 材料特性 MATERIAL PROPERTIES 处理程序用来定义材 料的本构关系和材料数据 材料数据与材料名称相联系 7 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 2 Main menu Material Properties MATERIAL PROPERTIES NEWREMREAD NAME COPYPREVNEXTEDIT MECHANICAL MATERIAL TYPES ISOTROPIC ORTHOTROPIC ANISOTROPIC HYPOELASTIC MORE NON MECHANICAL MATERIAL TYPES HEAT TRANSFER JOULE HEATING FLUID MORE LAYERED MATERIAL NEW COMPOSITEDEFINE NEW REBARDEFINE ORIENTATIONTABLE EXPERIMENTAL DATA FITTING SHOW MODELSHOW COMPOSITE ID MATERIAL ADDREM ELEMENTS 0 图 7 1 材料特性菜单 第 1 部分 如果从 MECHANICAL MATERIAL TYPE 面板上按下了 MORE 按钮 则显示出如下菜单 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 3 Main menu Material Properties MATERIAL PROPERTIES CONT 1 NEWREMREAD NAME COPYPREVNEXTEDIT MORE MECHANICAL MATERIAL TYPE MOONEY OGDEN FOAM SOIL POWDER PREVIOUS ORIENTATIONSTABLES EXPERIMENTAL DATA FITTING SHOW MODELSHOW COMPOSITE ID MATERIAL ADDREM ELEMENTS 0 图 7 2 材料特性菜单 第 2 部分 材料特性 MATERIAL PROPERTIES 菜单中的命令如下 NEW 在材料名称列表中创建一个新的登记材料 使其为当前材料 自动选择一个缺省的名称 这一名称与材料相联系 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 4 Main menu Material Properties REM 删除当前的材料 删除后 上一个材料变为当前材料 如果没 有上一个材料 则下一个材料变为当前材料 READ 读取数据库中存储的材料参数 参见附录 B 材料列表中建立 一个新材料 NAME 设置或改变当前材料的名称 COPY 将当前材料号复制为一个新材料 PREV 在材料名称列表中选择上一个登记材料 使其为当前材料 NEXT 在材料名称列表中选择下一个登记材料 使其为当前材料 在本章中 可以定义在力学 热力学 热 电耦合 流体 声学 液压轴承 静电场和静磁场分析所用到的材料数据 根据要解决的 物理问题的类型 需要定义不同的材料特性 对每个材料名称都可 以定义全部材料特性 力学 热力学 电学等 但通常这是不必 要的 在指定材料类型后 显示出一个或几个弹出菜单帮助定义材 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 5 料特性值 通常 一 个材料名称与一组有 限单元相对应 Main menu Material Properties 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 6 EDIT 选择要编辑的材 料 使其为当前材料 必须指明一个材料名 称 力学材料类型 Mechanical Material Types ISOTROPIC ORTHOTROPIC ANISOTROPIC HYPOELASTIC MOONEY OGDEN FOAM SOIL POWDER 力学材料类型用 来指明进行结构分析 所需要的材料本构关 系和相应的材料数据 在不同力学材料 特性下的子菜单有很多都是彼此相同的 因此 只用各向同性材料 的特性对所有菜单进行说明 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 7 Main menu Material Properties Isotropic 各向同性材料 Isotropic ISOTROPIC 操作下列弹出菜单 设置各向同性材料的力学材料数据 ISOTROPIC PROPERTIES YOUNG S MODULUSTABLE 0 POISSON S RATIOTABLE 0 MASS DENSITY 0 COST VOLUME 0 COST MASS 0 DAMPINGPLASTICITYTHERMAL EXP RATE EFFECTSDAMAGE EFFECTS VISCO ELASTICCRACKING CREEPDAMAGE FAILURE RESETREMOVEOK 图 7 3 各向同性材料特性子菜单 至少应该定义弹性模量和泊松比 描述各向同性材料的弹性实 体 这两个参数就足够了 在动力分析和谐振分析中 还应该定义 质量密度 如果施加与质量相关的载荷 如重力和离心力 也必须 定义质量密度 这些特性也可以用表格定义 对与这些弹性特性 一般用以温度为自变量的图表来描述 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 8 Main menu Material Properties Isotropic YOUNG S MODULUSTABLE 0 键入弹性模量 E E 1 弹性应力 应变特性 POISSON S RATIOTABLE 0 键入泊松比 V MASS DENSITY 0 键入质量密度 COST VOLUME 0 输入本单位体积的花费 此选项选择用于设计最优化 目标为 使花费最小 如果需要附加的材料数据 选择附加按钮 将提供更多的信息 COST MASS 0 输入单位质量的花费 此选项用于设计最优化 目标是使花费 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 9 最小 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 10 Main menu Material Properties Isotropic Damping 各向同性阻尼 Isotropic Damping DAMPING DAMPING PROPERTIES RAYLEIGH DAMPING MASS MATRIX MULTIPLIER 0 STIFFNESS MATRIX MULTIPLIER 0 NUMERICAL DAMPING MULTIPLIER 0 RESETREMOVEOK 图 7 4 各向同性阻尼特性子菜单 用弹出菜单控制阻尼特性 在瞬态动力或谐振分析中用的是 Rayleigh 阻尼系数 对瞬态动力分析 阻尼矩阵的形式为 Da MK Kt iiii ii 对谐振分析 阻尼矩阵的形式为 Da MK K iiii ii 2 式中 i 为质量系数 i 为刚度系数 i 为数值系数 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 11 M i 和 K i 是 单元质量矩阵 和刚度矩阵 Main menu Material Properties Isotropic Plasticity 各向同性塑性 Isotropic Plasticity PLASTICITY 该弹出菜单用于定义所用到的塑性模型类型 可以用菜单和材 料数据定义屈服面 ISOTROPIC PLASTICITY PROPERTIES METHOD ENTERED VALUES USER SUB WKSLP VISCOPLASTICITY USER SUB UVSCPL MATERIALS DATABASE YIELD SURFACE HARDENING RULE VON MISESOAK RIDGE NATION LABISOTROPIC LINEAR MOHR COULOMB2 1 4 CR MO ORNLKINEMATIC PARABOLIC MOHR COULOMBREVERSED PLASTICITY ORNCOMBINED BUYUKOZTURK CONCRETEFULL ALPHA RESET ORNL GENERALIZED PLASTICITY INITIAL YIELD STRESSTABLE 1 1e 20 2 3 OAK RIDGE NATIONAL LAB MODEL HARDENING RULE 10TH CYCLE YIELD STRESSTABLE 1 0 2 MOHR COULOMB BUYUKOZTURK HARDENING RULE ALPHA BETA 0 RESETREMOVEOK 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 12 图 7 5 各向同性材料 塑性特性子菜单 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 13 ENTERED VALUES USER SUB WKSLP VISCOPLASTICITY USER SUB UVSCPL MATERIALS DATABASE 选择通过四种方 法之一 以提供初始 屈服曲面和硬化数据 确定输入的数据与激 活的选项匹配 如果 选择大塑性应变方程 对应的数据为柯西 真实 应力和对数 真实 应变 ENTERED VALUES 输入初始屈服应 力 用表选项定义硬 化数据 USER SUB WKSLP 输入初始屈服应 力 用用户子程序 WKSLP 定义硬化数 据 VISCOPLASTICITY USER SUB UVSCPL 用子程序 UVSCPL 定义材料特性 MATERIALS DATABASE 从数据库中读取屈服应力 硬化数据和温度系数 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 14 屈服面 Yield Surface VON MISESOAK RIDGE NATION LAB LINEAR MOHR COULOMB2 1 4 CR MO ORNL PARABOLIC MOHR COULOMBREVERSED PLASTICITY ORN BUYUKOZTURK CONCRETEFULL ALPHA RESET ORNL GENERALIZED PLASTICITY 选择合适的屈服面 关于这些模式的详细情况 参见 MARC Volume A 缺省时为 von Mises 屈服准则 硬化准则 Hardening Rule ISOTROPIC KINEMATIC COMBINED 选择硬化准则 缺省为各向同性硬化 INITIAL YIELD STRESSTABLE 1 1e 20 2 3 输入材料初始屈服应力和参考表格 表格可以用来定义屈服面随下列参数的变化 等效塑性应变 应变或运行硬化 等效塑性应变率 速率效应 温度 温度效应 程序中的屈服应力由下式确定 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 15 Y 初始屈 服应力 表 1 x 表 2 y 表 3 z 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 16 Main menu Material Properties Isotropic Plasticity 注意 当进行 小应变分析时 硬 化数据由工程应力 和应变给出 当应用大位移 LARGE DISPLACE MENT 选项时 硬化数据 应由第二 Piola Kirchhoff 应力和 Green Lagrange 应 变给出 当应用修正的 UPDATE 和有 限的 FINITE 位 移选项时 硬化数 据应由真应力 Cauchy 和对数 应变给出 只有用 ORNL 模型时 才用第 10 周循环的屈服应力 0 y 0 y p 弹塑性材料工作硬化数据 Mohr Coulomb Buyukozturk ALPHA BETA 0 对线性 Mohr Coulomb 屈服模式 键入 ALPHA 用 ALPHA 定 义等效应力与平均应力 静水压力 的关系 对二次的 Mohr Coulomb 屈服模式 键入 BETA 用 BETA 定 义等效应力与平均应力 静水压力 平方的关系 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 17 Main menu Material Properties Isotropic Thermal Expansion 各向同性热膨胀 Isotropic Thermal Expansion THERMAL EXP THERMAL EXPANSION PROPERTIES METHOD ISOTROPIC VISCOELASTIC ISOTROPIC THERMAL EXPANSION THERMAL EXP COEFTABLE 0 VISCOELASTIC THERMAL EXPANSION LIQUID COEF 0 SOLID COEF 0 RESETREMOVEOK 图 7 6 各向同性热膨胀特性子菜单 该弹出菜单用来定义各向同性热膨胀系数 方法 Method ISOTROPIC VISCOELASTIC 选择使用恒定各向同性热膨胀系数或是粘弹性模型 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 18 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 19 各向同性热膨胀 Isotropic Thermal Expansion THERMAL EXP COEFTABLE 0 输入热膨胀系数 如果特性是温度的函 数 可以用图表定义 在分析程序中 热应 变由下式计算 ij th ij T T 0 T dT 注意 MARC 需 要瞬态的热膨胀系数 值 粘弹性热膨胀 Viscoelastic Thermal Expansion LIQUID COEF 0 输入液态材料的 热膨胀系数 SOLID COEF 0 输入固态材料的热膨胀系数 用户还需输入的粘弹性数据包括 Narayanaswamy 热流变学的 简单模型 初始温度在初始条件中的状态变量 STATE VARIABLE 或节 点温度 NODAL TEMPERATURE 选项输入 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 20 Main menu Material Properties Isotropic Viscoelastic 各向同性应变速率的影响 粘弹性 Isotropic Rate Effects Viscoelastic VISCOELASTIC VISCOELASTIC ISOTROPIC PROPERTIES DEVIATORICTERMS S VOLUMETRIC TERMS 1 1 TIMESHEAR CONSTAT TIME BULK CONSTANT 1 1 1 1 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 3 0 3 0 3 0 3 0 THERMO RHEOLOGICALLY SIMPLE PLASTICITY RESETREMOVEOK 图 7 7 各向同性粘弹性特性子菜单 用上面的弹出菜单定义各向同性粘弹性性能 用户可以定义两 个独立的序列 一个控制偏应力 剪应力 特性 另一个控制膨胀 的 体积的 特性 详细情况参见 MARC Volume A User Information 第五章 对数列中的每一项 必须输入系数和松弛时间常数 对粘弹性材料 用 THERMO RHEOLOGICALLY SIMPLE 子 菜单控制热流变变换函数 该菜单见图 7 8 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 21 Main menu Material Properties Isotropic Viscoelastic THERMO RHEOLOGICALLY SIMPLE PLASTICITY THERMO RHEOLOGICALLY SIMPLE PROPERTIES SHIFT FUNCTION POWER SERIES Ci WILLIAMS LANDEL FERRY 1 1 00 POWER SERIES 2 2 00 NARAYANASWAMY 3 3 00 USER SUB TRSFAC 4 4 00 REF TEMPERATURE 5 5 0 00 WILLIAMS LANDEL FERRY 6 6 00 C1 7 7 0 00 C2 8 8 0 00 POWER SERIES 9 9 00 C01010 0 00 TERMS1111 1 00 NARAYANASWAMY1212 00 ACTIV ENERGY GAS CONST 1313 0 00 STRUCT RELAX REF TEMP 1414 0 00 FRACTION PARAMETER1515 0 00 ABS TEMPERATAURE SHIFT 273 15 0 10 TERMS 1 0 0 10 RESETREMOVEOK 图 7 8 热流变换特性子菜单 已经证明 在不同温度下的应力松弛函数类似于沿时间轴变换 的基准函数 详细情况 参见 MARC Volume A User Information 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 22 必须定义三种模型 Williams Landel Ferry power series expension 或用户子 程序 TRSFAC 中 的一种 Main menu Material Properties Isotropic Viscoelastic 如果选择了 WLF 模型 必须定义参考温度 通常选择玻璃相 变温度 和 C1 C2 变换函数为 log10 1 2 a T C TT TT C ref ref 如果选择了 POWER SERIES 模型 必须定义参考温度 数 列的项数和参数 C0 C1 等 变换函数为 log10 0 1 a T CC i TT iref i 如果输入了 Narayanaswamy 模型 需要给出能量气体常数 玻璃相变温度 比值参数 用户单位与绝对零度间的温度变换和 Prony 系列 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 23 Main menu Material Properties Isotropic Creep 各向同性应变速率的影响 蠕变 Isotropic Rate Effects Creep CREEP CREEP PROPERTIES METHOD ENTERED VALUES USER SUB CRPLAW COEFFICIENT 0 STRESS DEPENDENCE POWER LAWEXPONENT 0 PIECEWISE LINEARTABLE CREEP STRAIN DEPENDENCE POWER LAWEXPONENT 0 PIECEWISE LINEARTABLE TEMPERATURE DEPENDENCE POWER LAWEXPONENT 0 PIECEWISE LINEARTABLE TIME DEPENDENCE POWER LAWEXPONENT 0 PIECEWISE LINEARTABLE IMPLICIT CREEP BACK STRESS 0 RESETREMOVEOK 图 7 9 蠕变特性子菜单 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 24 Main menu Material Properties Isotropic Creep 该弹出菜单用来定义蠕变偏量特性 用的是 Maxwell 蠕变模 型 这个模型可以看作是由串联的阻尼器 弹簧 弹性元件 和滑 块 塑性元件 组成 可用该菜单或用户子程序 CRPLAW 定义蠕 变特性 如果在此输入数据 蠕变特性表示为 dt dk t h T gfAe cr cr 式中 A 为系数 函数 f g h 和 k 或者为分段线性函数或者为指数函数 如果用线性函数 要与已存在的图表相联系 如果用指数函数 必须定义指数 对 Norton 蠕变 只须给定系数和与应力相关的指数 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 25 Main menu Material Properties Isotropic Cracking 各向同性损伤的影响 断裂 Isotropic Damage Effects Cracking CRACKING CRACKING PROPERTIES METHOD ENTERED VALUES USER SUB UCRACK CRITICAL STRESS 0 SOFTENING MODULUS 0 CRUSHING STRAIN 0 SHEAR RETENTION 0 RESETREMOVEOK 图 7 10 断裂特性子菜单 用该弹出菜单可定义微观结构断裂模型的参数 或者在此直接 输入数据 或者用用户子程序 UCRACK 定义断裂模型 至少必须定义临界应力 该应力是断裂时的拉伸应力 压坏应 变决定压缩时的特性 软化模型和剪切保持因子定义产生裂纹后的 特性 用图表定义这些变量与温度的变化关系 关于详细情况 参 见 MARC Volume A User Information 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 26 criticat Esoftening crushing 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 27 Main menu Material Properties Isotropic Damage 各向同性损伤的影响 损伤 Isotropic Damage Effects Damage DAMAGE DAMAGE PROPERTIES VOID NUCLEATION METHOD NONE PLASTIC STRAIN CONTROL STRESS CONTROL USER SUBROUTINE UVOIDN 1ST YIELD SURFACE MULTIPLIER 0 2ST YIELD SURFACE MULTIPLIER 0 INITIAL VOID VOLUME FRACTION 0 CRITICAL VOID VOLUME FRACTION 0 FAILURE VOID VOLUME FRACTION 0 MEAN STRESS STRAIN FOR NUCLEATION 0 STANDARD DEVIATION 0 VOLUME FRACTION FOR VOID NUCLEATION 0 RESETREMOVEOK 图 7 11 损伤特性子菜单 用该弹出菜单定义 Gurson 损伤模型的参数 该模型对传统的 Von Mises 屈服准则进行了修正 包含了材料中空穴的影响 可定 义由塑性应变 应力 或用户子程序控制的空穴成核的三个模式中 的一个 关于详细情况 参见 MARC Volume A User Information 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 28 第一和第二屈服面乘 子用来修正屈服面 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 29 F qf q qf y kk y 2 1 2 1 2 2 2 10cosh f f 当 f fc 时 ff ff ff ff c u c Fc c 当 f fc 时 式中 q1 为第一屈服 面乘子 q2 为第二屈 服面乘子 f 为空穴体积 分数 fc 为临界空穴 体积分数 fF 为破坏空 穴体积分数 初始空穴体积分 数可通过初始条件 INITIAL CONDITIONS 命令 定义 缺省值为零 当空穴体积分数 达到临界空穴体积分数时 空穴的聚合发生 其结果使刚度迅速下 降 当达到破坏空穴体积分数时 材料破坏 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 30 Main menu Material Properties Isotropic Failure 各向同性损伤的影响 破坏 Isotropic Damage Effects Failure FAILURE FAILURE CRITERIA PROPERTIES PROGRESSIVE FAILURE CRITERIA 1CRITERIA 2CRITERIA 3 MAXIMUM STRESS MAXIMUM STRESS MAXIMUM STRESS MAXIMUM STRAINMAXIMUM STRAINMAXIMUM STRAIN HOFFMANHOFFMANHOFFMA HILLHILLHILL TSAI WUTSAI WUTSAI WU USER SUB UFAILUSER SUB UFAILUSER SUB UFAIL NONENONENONE RESETREMOVEOK 图 7 12 破坏判据特性子菜单 该弹出菜单控制破坏模型 每种材料有三种与之相联系的破坏 判据 可选择最大应力 最大应变 Hoffman Hill Tsai Wu 破坏 判据或用户定义的破坏理论 关于更详细情况 参见 MARC Volume A User Information 根据所选择的破坏判据 会出现 新菜单用以输入材料数据 破坏判据菜单和命令见以下各页 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 31 Main menu Material Properties Isotropic Failure PROGRESSIVE FAILURE 激活渐进破坏模型 当破坏判据满足时 材料刚度下降 关于 进一步的信息 参见 MARC Volume A User Information MAXIMUM STRESS MAXIMUM STRESS FAILURE CRITERIA MAX TENSILE STRESS X 0 MAX COMPRESSIVE STRESS X 0 MAX TENSILE STRESS Y 0 MAX COMPRESSIVE STRESS Y 0 MAX TENSILE STRESS Z 0 MAX COMPRESSIVE STRESS Z 0 MAX SHEAR STRESS XY 0 MAX SHEAR STRESS YZ 0 MAX SHEAR STRESS ZX 0 OK 图 7 13 最大应力破坏判据子菜单 该弹出菜单用最大应力理论控制破坏参数 当任何一个子破坏 判据满足时 认为材料破坏 根据应力分量的个数 按需要可输入 多个与应力分量相关的系数 对三维应力分析 需要 9 个系数 对 薄壳理论只需要 5 个系数 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 32 Main menu Material Properties Isotropic Failure MAXIMUM STRAIN MAXIMUM STRAIN FAILURE CRITERIA MAX TENSILE STRAIN X 0 MAX COMPRESSIVE STRAIN X 0 MAX TENSILE STRAIN Y 0 MAX COMPRESSIVE STRAIN Y 0 MAX TENSILE STRAIN Z 0 MAX COMPRESSIVE STRAIN Z 0 MAX SHEAR STRAIN XY 0 MAX SHEAR STRAIN YZ 0 MAX SHEAR STRAIN ZX 0 OK 图 7 14 最大应变破坏判据子菜单 该弹出菜单用最大应变理论控制破坏参数 当任何一个子破坏 判据满足时 认为材料破坏 根据应变分量的个数 按需要可输入 多个与之相关的系数 对三维应力分析 需要 9 个系数 对薄壳理 论只需要 5 个系数 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 33 Main menu Material Properties Isotropic Failure HOFFMAN HOFFMAN FAILURE CRITERIA MAX TENSILE STRESS X 0 MAX COMPRESSIVE STRESS X 0 MAX TENSILE STRESS Y 0 MAX COMPRESSIVE STRESS Y 0 MAX TENSILE STRESS Z 0 MAX COMPRESSIVE STRESS Z 0 MAX SHEAR STRESS XY 0 MAX SHEAR STRESS YZ 0 MAX SHEAR STRESS ZX 0 FAILURE INDEX 1 OK 图 7 15 Hoffman 破坏判据子菜单 用该菜单输入与 Hoffman 破坏判据相关的参数 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 34 Main menu Material Properties Isotropic Failure HILL HILL FAILURE CRITERIA MAX TENSILE STRESS X 0 MAX TENSILE STRESS Y 0 MAX TENSILE STRESS Z 0 MAX SHEAR STRESS XY 0 MAX SHEAR STRESS YZ 0 MAX SHEAR STRESS ZX 0 FAILURE INDEX 1 OK 图 7 16 Hill 破坏判据子菜单 该弹出菜单用来定义 Hill 破坏判据的参数 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 35 Main menu Material Properties Isotropic Failure TSAI WU TSAI WU FAILURE CRITERIA MAX TENSILE STRESS X 0 MAX COMPRESSIVE STRESS X 0 MAX TENSILE STRESS Y 0 MAX COMPRESSIVE STRESS Y 0 MAX TENSILE STRESS Z 0 MAX COMPRESSIVE STRESS Z 0 MAX SHEAR STRESS XY 0 MAX SHEAR STRESS YZ 0 MAX SHEAR STRESS ZX 0 FAILURE INDEX 1 INTERACTIVE STRENGTH TENSOR XY 0 INTERACTIVE STRENGTH TENSOR YZ 0 INTERACTIVE STRENGTH TENSOR ZX 0 OK 图 7 17 Tsai Wu 破坏判据子菜单 该弹出菜单用来定义 Tsai Wu 破坏判据的控制参数 USER SUB UFAIL 激活定义破坏判据的用户子程序 UFAIL USER SUB UFAIL 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 36 关闭当前的破坏 判据 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 37 Main menu Material Properties Orthotropic 正交各向异性材料 Orthotropic ORTHOTROPIC 操作下列弹出菜单 定义正交各向异性材料的材料数据 ORTHOTROPIC PROPERTIES YOUNG S MODULI E11TABLE 0 E22TABLE 0 E33TABLE 0 POISSON S RATIOS NU12TABLE 0 NU23TABLE 0 NU31TABLE 0 SHEAR MODULI G12TABLE 0 G23TABLE 0 G31TABLE 0 MASS DENSITY 1 COST VOLUME 0 COST MASS 0 DAMPINGPLASTICITYTHERMAL EXP RATE EFFECTSDAMAGE EFFECTS VISCOELASTICDAMAGE CREEPFAILURE RESETREMOVEOK 图 7 18 正交各向异性材料特性子菜单 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 38 Main menu Material Properties Orthotropic 对通常的正交各向异性的弹性实体 必须定义 9 个弹性常数 E11 E22 E33 12 23 31 G12 G23 G31 对动力 分析和谐振分析 还应该定义质量密度 如果有与质量相关的载荷 如重力和离心力 也必须定义质量密度 这些性能也可用图表 表示 对弹性特性 一般用以温度为自变量的图表来描述这些特性 如果设计目标是为使花费最小 使用单位质量花费或单位体积 花费用于设计最优化 正交各向异性阻尼 Orthotropic Damping DAMPING 对正交各向异性材料阻尼 ORTHOTROPIC DAMPING 的菜 单和命令与各向同性材料阻尼 ISOTROPIC DAMPING 的相同 关于其全部信息参见 7 8 页 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 39 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 40 正交各向异性塑 性 Orthotropic Plasticity PLASTICITY ORTHOTROPIC PLASTICITY PROPERTIES METHOD ENTERED VALUES USER SUB WKSLP YIELD SURFACEHARDENING RULE VON MISESISOTROPIC OAK RIDGE NATION LAB KINEMATIC GENERALIZED PLASTICITYCOMBINED INITIAL YIELD STRESSTABLE 1 1e 20 2 3 HILL DIRECT STRESS YIELD RATIOS HILL SHEAR STRESS YIELD RATIOS HARDENING RULE YRDIR1YRSHR1 1 1 YRDIR2YRSHR2 1 1 YRDIR3YRSHR3 1 1 OAK RIDGE NATIONAL LAB MODEL HARDENING RULE 10TH CYCLE YIELD STRESSTABLE 1 1e 20 RESETREMOVEOK 图 7 19 正交各向异 性材料塑性特性子菜 单 该弹出菜单用来定义所用到的塑性模型类型 在三种屈服面 Von Mises ORNL 或广义塑性 中选择要用的屈服面 在各向同 性硬化 运动硬化和联合硬化 Isotropic Kinematic 或 Combined 模式中 选择一种硬化模式 关于这些模式的详细情况 参见 MARC Volume A User Information 缺省时为 Von Mises 屈 服准则和各向同性硬化模式 如果有塑性情况发生 必须定义初始 屈服应力 Main menu Material Properties Orthotropic 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 41 方法 METHOD ENTERED VALUES USER SUB WKSLP 屈服面可以在这 里定义也可以通过用 户子程序 WKSLP 给 出 可用图表定义屈 服面 屈服面的变量 为以下参数之一 等效塑性 应变 应变或工 作硬化 等效塑性 应变速率 速率影响 温度 温度影响 程序中的屈服应 力值由下式给出 y 初始屈服应力 表 1 x 表 2 y 表 3 z 只有用 ORNL 模型时 才用第 10 周循环屈服应力 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 42 Main menu Material Properties Orthotropic 正交各向异性热膨胀 Orthotropic Thermal Expansion THERMAL EXP THERMAL EXPANSION PROPERTIES METHOD ENTERED VALUES USER SUB ANEXP USER SUB ANEXP ORTHOTROPIC THERMAL EXPANSION ALPHA11TABLE 0 ALPHA22TABLE 0 ALPHA33TABLE 0 RESETREMOVEOK 图 7 20 正交各向异性材料热膨胀特性子菜单 方法 METHOD ENTERED VALUES USER SUB ANEXP USER SUB ANEXP 选择直接键入数据或用用户子程序 ANEXP 定义材料的热膨胀 特性 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 43 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 44 正交各向异性热膨 胀 Orthotropic Thermal Expansion ALPHA11TABLE 0 ALPHA22TABLE 0 ALPHA33TABLE 0 键入正交各向异 性材料线膨胀系数 注意 MARC 程序 需要瞬态的系数值 粘弹性热膨胀 Viscoelastic Thermal Expansion LIQUID COEF 0 SOLID COEF 0 输入液态和固态 下材料的热膨胀系数 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 45 Main menu Material Properties Orthotropic 正交各向异性粘弹性 Orthotropic Viscoelastic VISCOELASTIC ORTHOTROPIC VISCOELASTIC PROPERTIES TERMS 1 TIMEYOUNG S MODULIPOISSON S RATIOSSHEAR MODULI 1 0 2 0 3 0 THERMO RHEOLOGICALLY SIMPLE PLASTICITY RESETREMOVEOK 图 7 21 正交各向异性材料粘弹性特性子菜单 用该弹出菜单定义正交各向异性材料粘弹性特性 可定义与 9 个弹性常数 E11 E22 E33 v12 v23 v31 G12 G23 G31 中每一个对应的应力松弛函数 假设在每一数列中的项数相同 并 且每一数列所用的松弛时间相同 关于进一步情况 参见 MARC Volume A User Information 在此定义项数和松弛时间 数 列的参数在后面的弹性模量 泊松比和剪切模量的菜单中定义 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 46 Main menu Material Properties Orthotropic YOUNG S MODULI E11 E22 E33 1 1 1 0 0 0 2 2 2 0 0 0 3 0 3 0 3 0 OK 图 7 22 弹性模量子菜单 用弹出菜单定义与弹性模量 E11 E22 和 E33 对应的应力松弛 数据 POISSON S RATIOS NU12 NU23 NU31 1 1 1 0 0 0 2 2 2 0 0 0 3 0 3 0 3 0 OK 图 7 23 泊松比子菜单 用弹出菜单定义与泊松比 12 23 和 31 对应的应力松弛数 据 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 47 Main menu Material Properties Orthotropic SHEAR MODULI G12 G23 G31 1 1 1 0 0 0 2 2 2 0 0 0 3 0 3 0 3 0 OK 图 7 24 剪切模量子菜单 用弹出菜单定义与剪切模量 G12 G23 和 G31 对应的应力松弛 数据 THERMO RHEOLOGICALLY SIMPLE PLASTICITY 正交各向异性材料的 THERMO RHEOLOGICALLY SIMPLE 的菜单和命令与各向同性材料粘弹性的 THERMO RHEOLOGICALLY SIMPLE 的相同 关于其完整信息 参见 7 16 页 正交各向异性蠕变 Orthotropic Creep CREEP 正交各向异性材料的蠕变 ORTHOTROPIC CREEP 菜单和 命令与各向同性材料蠕变 ISOTROPIC CREEP 的相同 关于其 完整信息 参见 7 18 页 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 48 Main menu Material Properties Orthotropic 正交各向异性损伤 Orthotropic Damage DAMAGE 正交各向异性材料损伤 ORTHOTROPIC DAMAGE 的菜单 和命令与各向同性材料损伤 ISOTROPIC DAMAGE 的相同 关 于其完整信息 参见 7 21 页 正交各向异性材料破坏 FAILURE 正交各向异性材料的破坏 ORTHOTROPIC FAILURE 菜单 和命令与各向同性材料破坏 ISOTROPIC FAILURE 的相同 关 于其完整信息 参见 7 23 页 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 49 Main menu Material Properties Anisotropic 各向异性材料 Anisotropic ANISOTROPIC 操作如下弹出菜单 定义一般各向异性材料的材料数据 ANISOTROPIC PROPERTIES METHOD ENTERED VALUES USER SUBS ANELAS HOOKLW ANPL AS MASS DENSITY1 11 12 13 0 0 0 21 22 23 0 0 0 31 32 33 0 0 0 41 42 43 0 0 0 51 52 53 0 0 0 61 62 63 0 0 0 DAMPINGPLASTICITYTHERMAL EXP RATE EFFECTSDAMAGE EFFECTS CREEPDAMAGE FAILURE RESETREMOVEOK 图 7 25 各向异性材料特性子菜单 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 50 Main menu Material Properties Anisotropic 方法 Method ENTERED VALUES USER SUBS ANELAS HOOKLW ANPLAS 有两种选择 或者在此处直接输入对称的各向异性应力应变规 律 或者通过用户子程序定义各向异性应力应变规律 需要 21 个 常数 各向异性阻尼 Anisotropic Damping DAMPING 各向异性材料阻尼 ANISOTROPIC DAMPING 的菜单和命 令与各向同性材料阻尼 ISOTROPIC DAMPING 的相同 关于其 完整信息 参见 7 8 页 7 前处理 材料特性 命令说明 Mentat 3 1 51 Main menu Material Properties Anisotropic 各向异性塑性 Anisotropic Plasticity PLASTICITY ANISOTROPIC PLASTICITY PROPERTIES METHOD ENTERED VALUES USER SUB WKSLP YIELD SURFACEHARDENING RULE VON MISESISOTROPIC OAK RIDGE NATION LABKINEMATIC GENERALIZED PLASTICITYCOMBINED INITIAL YIELD STRESSTABLE 11e 20 2